第40卷第3期
2011年3月
光 子 学 报
ACT A P HOT ONICA SINICA
Vol.40No.3
March 2011
基金项目:国家自然科学基金(No.60702078)资助
第一作者:许富洋(1981-)男工程师硕士主要研究方向为三维显示应用及光电信息处理.Email:xfy@zjnu.cn
收稿日期:2010 09 30;
修回日期:2010 11 23
文章编号:1004-4213(2011)03-0332-4
数字微镜器件闪耀特性及其在全息显示中的应用
许富洋李勇高志强
(浙江师范大学 信息光学研究所浙江 金华 321004)
摘 要:为了提高数字微镜器件的空间光调制性能发挥其在全息显示和三维重构等方面的作用
研究了数字微镜器件的闪耀特性.结合数字微镜器件的物理结构利用反射光栅理论分析了数字微
镜器件的闪耀规律进行了理论计算与实验修正得出了其存在四个相对闪耀状态的结论而通常
实验所要求的24°角入射为出现相对闪耀状态的最小入射角.据此可在全息显示中选择恰当的
入射角改变数字微镜器件的闪耀状态增强全息再现的视觉效果.以傅里叶变换全息为例进行了
具体应用研究通过再现光入射角的调节可实现闪耀级次的调整并增强了再现的视觉效果.实验
表明分析结果是正确的.
关键词:全息显示;数字微镜器件;闪耀特性;傅里叶变换全息
中图分类号:O438.1 文献标识码:A doi:10.3788/gzxb20114003.0332
0 引言
20世纪40年代英国科学家 Dennis Gabor 提出
了全息照相原理60年代激光的问世使全息技术得
到了空前的发展衍生出了全息显示、全息干涉计
量、全息信息存储等技术.其中全息三维显示技术一
直是人们研究的热点早期的全息显示研究主要集
中在传统的光学全息显示方面其记录、再现的载体
一般采用传统的全息记录材料.MIT 媒体实验室于
80年代末利用高速声光调制器和扫描系统率先实
现了实时三维全息显示其中计算机可控的空间光
调制器是最为关键的部件.除高速声光调制器外目
前常用的空间光调制器主要包括微型液晶显示器
(Liquid Crystal DisplayLCD) 和 数 字 微 镜 器 件
(Digital Micromirror DeviceDMD)等.DMD 是美
国德州仪器公司微电子机械技术的核心产品具有
较高的分辨率、开口率、响应速度等优点是一种性
能优良的空间光调制器
[1-2]
在全息光电再现方面得
到了较好的应用
[3-7]
.DMD 对相干光的调制呈衍射、
反射混合类似闪耀光栅的特性
[18]
但其相应的闪
耀特性具体呈现状态及其在全息显示中的应用却鲜
有报道本文拟在这方面进行一些探讨.
1 DMD 闪耀特性研究
1.1 DMD 工作原理
DMD 由可绕对角铰链偏转的微小镜元阵列构
成实验中DMD分辨率为1024×768镜元间隔ω=
11.8μm镜元长宽均为 ω
0
=10.8μm镜元沿其对
角铰链可产生+12°或-12°的偏转其工作原理如
图1.每一镜元未工作时处于“自由状态”如图1(b)
中虚线位置加寻址电压后则会处于“开态”或“关
态”即图中+12°、-12°位置.反射镜在工作过程
中不断在“开态”与“关态”两个状态间变化屏幕上
图1 DMD 工作原理
Fig.1 T he operating principle of DMD