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全息透镜是一种通过全息波前记录制作的成像元件. 由于其形状因子小、波长和角度选择性等优势, 在增强现实(augmented reality, AR)领域有着很好的应用前景. 全色全息透镜的制作与成像过程分析是当前的难点. 通过标量衍射理论推导了离轴全息透镜的共轭成像方程, 分析了现有成像系统中的畸变和像散问题. 此外, 通过 k 矢量圆和光线追迹相结合的几何光学方法模拟了一个视场角为18°, 眼盒为10 mm的AR系统, 通过干涉曝光实验制作了全色全息透镜, 其平均峰值衍射效率为56.7%, 达到国际较高水平. 将激光微投与全息透镜相结合, 搭建了AR系统原型, 得到了系统的畸变和像散效果实验效果, 与模拟的情况相一致. 并测量了系统的MTF参数, 其清晰度基本满足人眼的分辨率需求. 对于单色成像, 提出了添加柱面透镜的方式, 保证子午面和弧矢面的光焦度一致以消除像散; 提出了设计自由形式的波前记录方式以消除畸变. 对于全色成像, 提出了记录过程中预先补偿的方法, 以解决3个颜色通道之间图像不重合的问题.

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《基于全色全息透镜的增强现实系统》

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文件号：295835

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