进行通讯的接口，能将计算全息图发送到空间光调制器上显示，且其发送速率与空间光调制器的刷新速率相匹配。
[0036]在本发明的另一方面，提供了一种基于上转换材料的3D全息影像显示方法，采用上述装置进行显示，其特征在于:红外激光器发出的激光束，经过投射光束扩束系统后，变成充满电寻址空间光调制器像素阵列平面的会聚光束。空间光调制器上显示从计算机传输过来的计算全息图。投射光束经过空间光调制器时发生了衍射，从而使光波的位相或振幅受到调制，在空间以光束会聚点的形式再现出立体影像。但该立体影像尺寸较小，再现像放大系统将其放大到合适的尺寸，以充满影像承载容器的空间。由于全息再现实像时实际光束的会聚点，理论上该成像会聚点的光强要高于其它点，因此只要控制好激光器的输出功率，使成像会聚点的光强满足上转换材料的激发光强，就可在成像会聚点看到可见的荧光影像，而其它点不发荧光，从而在影像承载容器中可以看到空间三维立体影像。其中所使用的上转换材料为上文所述上转换材料。
[0037]本发明与上述现有技术相比较，具有的技术效果是，本发明装置和方法中利用了上转换材料的激发波长和荧光波长的转换特性，几乎完全抑制了背景光的影响，成像质量大幅提高，并且在空间展现的全息再现的实像具有更强的空间悬浮立体感，可加工性强且较为稳定。
【附图说明】
[0038]图1是根据本发明的基于上转换材料的3D全息影像显示装置的结构框图；
[0039]图2是图1中全息光电影像重现系统的结构框图；
[0040]图3是图2中投射光束扩束系统原理图；
[0041]图4是根据本发明的乙二胺四亚甲基膦酸包覆NaLuF4 = Yb, Tm, Er纳米颗粒的TEM图像。
【具体实施方式】
[0042]下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0043]实施例1:
[0044]参见图1，本基于上转换材料的3D全息影像显示装置，包括一个红外激光器1、一个全息光电影像重现系统2、一个空间影像承载容器3和一个计算机4。其特征在于:所述红外激光器的位置能保证投射的激光束进入全息光电重现系统，全息光电影像重现系统位于空间影像承载容器的一侧，所再现的影像光束能充满空间影像承载容器，计算机与空间再现影像系统相连接。在该实施例中，所使用的上转换材料为通过前文所述方法制备的乙二胺四亚甲基膦酸包覆的NaLuF4 = Yb, Tm, Er纳米颗粒，其中Lu:Yb:Tm:Er摩尔比为75:20:2:3，乙二胺四亚甲基膦酸与NaLuF4: Yb，Tm，Er的重量比为1:40，所述乙二胺四亚甲基膦酸包覆的NaLuF4 = Yb, Tm, Er的纳米颗粒的直径为约18nm。
[0045]对比例1:
[0046]对比例I与实施例1的区别仅在于所使用的上转换材料为市售的掺杂Er/Yb的NaYF4，其可以市售购得或者按照现有方法(例如“NaYF4: YbEr材料的制备及其上转换发光性能”，李丽平等，稀土，第33卷第2期，2012年4月中公开的方法合成)合成。
[0047]通过实施例1和对比例I的比较，在实施例1中，背景光的影响几乎完全被抑制，而在对比例I中，尚存有一定的背景光影响；另外，实施例1中成像质量大幅提高，例如与对比例I相比深度分辨率提高达40%，在空间展现的全息再现的实像具有更强的空间悬浮立体感；此外还发现，实施例1的上转换材料比对比例I的上转换材料更容易施用在装置中，并且寿命提高3倍。这些效果都是本领域技术人员所预料不到的。
[0048]本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域技术人员能够制造和使用本发明。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定，且可以包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这种其它实例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元素，或者如果这种其它实例包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这种其它实例旨在处于权利要求书的范围之内。在不会造成不一致的程度下，通过参考将本文中参考的所有弓I用之处并入本文中。
【主权项】
1.一种3D全息影像显示装置，包括红外激光器(I)、全息光电影像重现系统(2)、空间影像承载容器(3)和计算机(4);所述红外激光器的位置能保证投射的激光束进入全息光电重现系统，全息光电影像重现系统位于空间影像承载容器的一侧，所再现的影像光束能充满空间影像承载容器，计算机与空间再现影像系统相连接；其特征在于:该装置中的上转换材料为稀土纳米材料。
2.根据权利要求1所述的3D全息影像显示装置，其特征在于:所述上转换材料为掺杂至少两种稀土的功能化的上转换发光材料。
3.根据权利要求1或2所述的3D全息影像显示装置，其特征在于:所述上转换材料为包覆型上转换发光材料。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的3D全息影像显示装置，其特征在于:所述红外激光器发出的中心波长与所选用的上转换材料的激发中心波长相一致，并具有较高功率，保证全息再现影像的聚焦点的能量高于上转换材料的激发能量。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的3D全息影像显示装置，其特征在于:所述全息光电影像重现系统(2)由一个投射光束扩束系统(2-1)经一个电寻址空间光调制器(2-2)连接到一个再现影像放大系统(2-3)构成，其中电寻址空间光调制器(2-2)通过接口与所述计算机(4)相连，将计算全息图传输到空间光调制器。
6.根据权利要求5所述的3D全息影像显示装置，其特征在于:所述全息光电影像重现系统(2)中的投射光束扩束系统(2-1)由一个显微物镜(2-1-1)、二个透镜(2-1-2、2-1-3)组成，显微物镜(2-1-1)与两个透镜(2-1-2、2-1-3)成同一轴线放置。
7.根据权利要求6所述的3D全息影像显示装置，其特征在于:所述再现影像放大系统由两个透镜组成，两个透镜成同一轴线放置。
8.一种3D全息影像显示方法，采用根据权利要求1-7中任一项所述的3D全息影像显示装置进行显示，其特征在于:红外激光器发出的激光束，经过显微物镜变成球面波，经过两个透镜扩束整形后变成会聚光束，变成充满电寻址空间光调制器像素阵列平面的会聚光束；投射光束经过承载了计算全息图的空间光调制器时发生了衍射，形成全息影像，然后经过再现影像放大系统中的两个透镜调整到合适的尺寸，进入空间影像承载容器，与其中的上转换材料发生相互作用，在汇聚成像点激发出荧光，从而在空间影像承载容器的周围可以观察到空间三维立体影像。
【专利摘要】公开了一种3D全息影像显示装置及方法，其是基于特定上转换材料的3D全息影像显示装置及方法，由于特定上转换材料的使用，抑制了一些光电全息显示中散射背景光的影响、增强了稳定性、提高了可加工性。本发明装置主要包括红外激光器、全息光电影像重现系统、空间影像承载容器和计算机等组成部分。
【IPC分类】G03H1-22, C09K11-85
【公开号】CN104614971
【申请号】CN201510084823
【发明人】王旭, 张炜芳
【申请人】深圳市宣茜电子科技有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月16日