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研究生： 林政宏
論文名稱： 相位式電腦全像片之研究
A Study on Phase-Only Computer GeneratedHolograms
指導教授： 謝美莉
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 光電工程研究所
Graduate Institute of Electro-Optical Engineering
論文出版年： 2004
畢業學年度： 92
語文別： 中文
中文關鍵詞： 相位式 、電腦全像片
論文種類： 學術論文
相關次數： 點閱：276  下載：84 
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    • 本論文分別以Iterative Fourier Transform Algorithm 及Direct
    Binary Search 兩種演算法設計相位式電腦全像片並探討其特性，從理
    論設計、模擬分析到應用，我們進行一系列之研究。旨在介紹如何利
    用全像之概念來設計相位式電腦全像片，並以液晶光學空間調制器進
    行光學重建。首先說明設計的方法與基礎，根據光波繞射理論以電腦
    程式計算出全像片之光場分佈，並且量測了液晶光學空間調制器之光
    波調制特性，包括光穿透率及相位變化…等，找出適合相位式全像片
    光學重建之工作條件以實現相位式電腦全像片，最後並應用於雷射光
    鉗上。
    i

    The theoretical analysis and applications of phase-only Computer
    Generated Holograms ( CGH ) designed by Iterative Fourier Transform
    Algorithm and Direct Binary Search Algorithm have been studied in this
    thesis. The main goal is to develop the phase-only Computer Generated
    Holograms by using concepts of the Optical Holograms and using the
    Liquid Crystal Spatial Light Modulator ( SLM ) to reconstruct the CGH.
    First, We introduced the design principle and computing the CGH based
    on scalar diffractive optics. Then,the optical properties of Liquid Crystal
    Spatial Light Modulator, including the characteristics of the amplitude
    modulation and the phase modulation induced by the different bias
    voltages have been measuremed quantitatively. Finally, we find a suitable
    condition of SLM to reconstruct the CGH optically and applying the
    technology of CGH to optical tweezers.
    ii

    中文摘要…………………………………………………………… i 英文摘要…………………………………………………………… ii 誌謝…………………………………………………………… iii 目錄…………………………………………………………… iv 圖目錄…………………………………………………………… vi 第一章緒論……………………………………………………………..1 第二章電腦產生相位式全像的原理與模擬分析……………………..3 2.1 電腦產生全像的基本原理…………………………………..3 2.2 Iterative Fourier Transform Algorithm 演算法………………6 2.2.1 原理……………………………………………………6 2.2.2 電腦模擬與分析………………………………………8 2.3 Direct Binary Search 演算法………………………………..11 2.3.1 原理…………………………………………………..11 2.3.2 電腦模擬與分析……………………………………..12 第三章利用液晶光學空間調制器光學重建相位式電腦全像………36 3.1 液晶光學空間調制器之特性量測………………………….36 3.1.1 基本工作原理………………………………………..36 3.1.2 扭轉型線狀液晶光軸之量測………………………..39 3.1.3 相位調制特性之量測………………………………..40 3.1.4 光強度調制特性之量測……………………………..42 3.2 模擬利用液晶光學空間調制器重建電腦全像…………….44 3.2.1 模擬LCSLM 重建相位式電腦全像………………...44 3.2.2 考慮LCSLM 的光穿透率隨灰階度變化之情況…...45 3.3 利用LCSLM光學重建相位式電腦全像片………………..46 3.3.1 光學重建系統………………………………………..46 3.3.2 光學重建實驗………………………………………..46 3.4 電腦全像片於製作動態影像之應用……………………….50 第四章電腦全像片於光鉗之應用……………………………………69 4.1 雷射光鉗之原理…………………………………………….69 4.2 電腦全像產生光鉗………………………………………….72 4.2.1 全像光鉗之設計與模擬……………………………..72 4.2.2 光學重建……………………………………………..72 4.3 調制光強度產生光鉗圖像………………………………….74 4.4 實驗結果討論……………………………………………….75 第五章結論……………………………………………………………81 參考文獻………………………………………………………………..83 v
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