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基于LCOS的亚全息图计算及其三维显示应用的中期报告
1.引言
亚全息技术是一种能够实现实时计算和显示三维图像的技术。它可以用于医学、航空航天等领域。亚全息技术的核心是亚全息图，它是将物体的光强度干涉图与反射光干涉图叠加起来形成的。亚全息图的计算是亚全息技术的核心问题之一。
在本文中，我们以液晶光阵列（LCOS）为光学干涉载体，用数字图像处理的方法来计算亚全息图，并结合LCOS的特点，设计了一种三维显示系统。本中期报告将说明我们的工作进展。
2.LCOS的光学特点
LCOS是在液晶和光电器件的基础上发展起来的一种光学干涉载体。它的优点在于：可以控制像素的相位和振幅，能够生成高精度、高质量的光学干涉图像；后向反射式结构可以减少光损耗，提高光的利用率；同时LCOS可以作为一个光学平台，集成光控制、光传输和光通信等多种功能，具有广泛的应用前景。
3.基于LCOS的亚全息图计算
亚全息技术的核心是亚全息图的计算。我们针对LCOS的特点，采用广泛应用的双重光栅衍射方法，将物像的光强度干涉图与反射光干涉图叠加起来形成亚全息图。具体计算过程包括以下几个步骤：
（1）使用数字图像处理方法对干涉图进行滤波，包括与傅里叶平面的对齐、低通滤波、高斯滤波等，以消除不必要的噪音。
（2）将滤波后的干涉图输入到LCOS上，并控制像素的相位和振幅，使其对应于物像的光强度干涉图与反射光干涉图叠加的结果，得到亚全息图。
（3）通过投影方式将亚全息图显示在屏幕上，完成三维图像的实时显示。
4.三维显示系统的设计
为了实现三维图像的显示，我们设计了一种基于LCOS的反向投影三维显示系统，包括光源、物体、相机和LCOS四个部分。具体流程如下：
（1）光源发射平行光线照射在物体上，形成一个物体的反射光干涉图。
（2）相机接收到物体的反射光干涉图，将其转化为数字图像，通过数字图像处理方法得到物体的光强度干涉图。
（3）将物体的光强度干涉图输入到LCOS上，并控制像素的相位和振幅，得到亚全息图。
（4）通过向后投影的方式将亚全息图显示在屏幕上，完成物体三维图像的显示。
5.结论
本中期报告介绍了我们基于LCOS的亚全息图计算及其三维显示应用的工作进展。通过数字图像处理方法和LCOS的特点，我们成功地计算出了亚全息图，并设计了一种三维显示系统。未来，我们将进一步优化系统的灵敏度和显示效果，加强与其他领域的交叉应用，推动亚全息技术的发展。