基于等離激元納米結(jié)構(gòu)的動態(tài)全息三維再現(xiàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于等離激元納米結(jié)構(gòu)的動態(tài)全息三維再現(xiàn)裝置，包括普通光源、擴束鏡、全息記錄介質(zhì)層和等離激元納米結(jié)構(gòu)，所述普通光源出射的光經(jīng)過擴束鏡照射到全息記錄介質(zhì)層，光線繼續(xù)向前傳輸至等離激元納米結(jié)構(gòu)實現(xiàn)動態(tài)全息再現(xiàn)。本發(fā)明裝置可以實現(xiàn)動態(tài)全息再現(xiàn)，并且抑制了全息再現(xiàn)過程中的圖像模糊。
【專利說明】基于等離激元納米結(jié)構(gòu)的動態(tài)全息三維再現(xiàn)裝置

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及全息再現(xiàn)技術(shù)，尤其涉及一種利用表面等離激元結(jié)構(gòu)實現(xiàn)動態(tài)全息三 維波前重建并且抑制由于光源擴散角引起的圖像模糊的顯示裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 基于波前重建的三維顯示技術(shù)真實再現(xiàn)原場景光的復振幅（包括振幅和相位）， 是符合人眼觀看習慣的、具有真實感的三維顯示，是具有前瞻性的下一代顯示技術(shù)。波前重 建的代表性實現(xiàn)方法是全息術(shù)，即在全息記錄材料中通過光學方式寫入波前信息，產(chǎn)生全 息圖，再利用再現(xiàn)光照射全息圖，實現(xiàn)原場景的三維重建。
[0003] 雖然全息三維顯示是最具有真實感的三維顯示，在未來的三維顯示領域具有重大 的潛在應用前景，但是目前在波前重建三維顯示也存在一些問題，其中之一就是當用單色 擴展光源再現(xiàn)物像時容易產(chǎn)生圖像模糊（imageblur)。為了解決這個問題提出了很多的解 決方案，其中有研究者提出利用表面等離激元抑制由于擴展光源引起的圖像模糊，但是由 于其表面等離激元結(jié)構(gòu)是與全息記錄干板接觸的，所以只能抑制靜態(tài)的三維圖像的圖形模 糊，無法實際運用到全息動態(tài)三維顯示中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于等離激元納米 結(jié)構(gòu)的動態(tài)全息三維再現(xiàn)裝置，可以實現(xiàn)動態(tài)全息再現(xiàn)，并且抑制了全息再現(xiàn)過程中擴散 角引起的圖像模糊問題。
[0005] 技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 基于等離激元納米結(jié)構(gòu)的動態(tài)全息三維再現(xiàn)裝置，包括普通光源、擴束鏡、全息記 錄介質(zhì)層和等離激元納米結(jié)構(gòu)，所述普通光源出射的光經(jīng)過擴束鏡照射到全息記錄介質(zhì) 層，光線繼續(xù)向前傳輸至等離激元納米結(jié)構(gòu)實現(xiàn)動態(tài)全息再現(xiàn)。
[0007] 當光傳輸遇到等離激元納米結(jié)構(gòu)時，由于只有滿足特殊角度要求的光，才能激發(fā) 表面等離激元實現(xiàn)全息波前重建，而其他角度的入射光不可以，因此可以抑制光源擴散角 引起的圖像模糊。
[0008] 進一步的，所述全息記錄介質(zhì)層與等離激元納米結(jié)構(gòu)是分離的，且兩者之間的距 離小于100nm。所述全息記錄介質(zhì)層以實時運動替換的形式（以膠卷的形式）設置在擴束 鏡與等離激元納米結(jié)構(gòu)之間，在再現(xiàn)過程中可以實時改變?nèi)⒂涗浗橘|(zhì)，達到動態(tài)再現(xiàn)波 圖像并且抑制圖形模糊。
[0009] 進一步的，所述全息記錄介質(zhì)層為感光干板或感光膠片。
[0010] 進一步的，所述等離激元納米結(jié)構(gòu)包括透明襯底和金屬膜，所述金屬膜均勻附著 在透明襯底表面；或所述等離激元納米結(jié)構(gòu)包括透明襯底和金屬光柵，所述金屬光柵均勻 附著在透明襯底表面，且該金屬光柵為亞波長周期性金屬光柵。
[0011] 進一步的，所述金屬膜為厚度低于20nm，超過這個數(shù)值，可見光就不能透過，進而 不能成像。金屬光柵的厚度和狹縫寬度均為IOOnm,周期為400nm。
[0012] 進一步的，所述金屬膜或金屬光柵的材質(zhì)為金或銀。
[0013] 有益效果：
[0014] 1、本發(fā)明利用只有特定角度的入射光才能激發(fā)等離激元納米結(jié)構(gòu)上的表面等離 激元，實現(xiàn)全息圖的再現(xiàn)。
[0015] 2、本發(fā)明中等離激元結(jié)構(gòu)與全息記錄介質(zhì)層之間是分離的，可以實時改變?nèi)⒂?錄介質(zhì)層，實現(xiàn)動態(tài)全息再現(xiàn)的圖像模糊抑制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 附圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 附圖2為特定入射光角度激發(fā)等離激元納米結(jié)構(gòu)上的表面等離激元示意圖。
[0018] 附圖3為金屬膜和金屬光柵的示意圖。
[0019] 附圖4為全息記錄介質(zhì)替換示意圖。

【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0021] 如附圖1所示，基于等離激元納米結(jié)構(gòu)的動態(tài)全息三維再現(xiàn)裝置，包括普通光源 1、擴束鏡2、全息記錄介質(zhì)層3和等離激元納米結(jié)構(gòu)5,所述普通光源1出射的光經(jīng)過擴束 鏡2照射到全息記錄介質(zhì)層3,光線繼續(xù)向前傳輸至等離激元納米結(jié)構(gòu)5實現(xiàn)動態(tài)全息再 現(xiàn)。
[0022] 普通光源1發(fā)出的光經(jīng)擴束鏡2之后形成一個具有一定發(fā)散角的光束，照射在全 息記錄介質(zhì)層3上，實現(xiàn)全息再現(xiàn)，但由于再現(xiàn)光存在多角度入射光，所以再現(xiàn)像是多幅再 現(xiàn)圖案的重疊，難免引起圖像模糊。但是，當再現(xiàn)像再經(jīng)過等離激元納米結(jié)構(gòu)5時，只有滿 足特定角度的入射光才能激發(fā)表面等離激元穿透結(jié)構(gòu)，并在等離激元納米結(jié)構(gòu)5右側(cè)成 像，而其他角度的入射光，由于不能激發(fā)表面等離激元所以無法在右側(cè)成像，因而等離激元 納米結(jié)構(gòu)5阻礙了重疊像的繼續(xù)傳播，抑制了全息再現(xiàn)過程中的圖像模糊。
[0023] 理論依據(jù)，如附圖2所示，當從光源出射的光經(jīng)過擴束系統(tǒng)后，照射到全息記錄介 質(zhì)層3,發(fā)生衍射，由于再現(xiàn)光存在一定的發(fā)散角所以再現(xiàn)的圖案是多圖像重疊的，繼續(xù)向 前傳播遇到等離激元納米結(jié)構(gòu)5,由于只有滿足特殊角度0要求的光滿足波矢匹配：
[0024]

【權(quán)利要求】
1. 基于等離激元納米結(jié)構(gòu)的動態(tài)全息H維再現(xiàn)裝置，其特征在于；包括普通光源（1)、 擴束鏡（2)、全息記錄介質(zhì)層（3)和等離激元納米結(jié)構(gòu)巧），所述普通光源（1)出射的光經(jīng) 過擴束鏡（2)照射到全息記錄介質(zhì)層（3)，光線繼續(xù)向前傳輸至等離激元納米結(jié)構(gòu)（5)實現(xiàn) 動態(tài)全息再現(xiàn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于等離激元納米結(jié)構(gòu)的動態(tài)全息H維再現(xiàn)裝置，其特征在 于：所述全息記錄介質(zhì)層（3)與等離激元納米結(jié)構(gòu)（5)是分離的，且兩者之間的距離小于 lOOnm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述基于等離激元納米結(jié)構(gòu)的動態(tài)全息H維再現(xiàn)裝置，其特征在 于：所述全息記錄介質(zhì)層（3) W實時運動替換的形式設置在擴束鏡（2)與等離激元納米結(jié) 構(gòu)妨之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于等離激元納米結(jié)構(gòu)的動態(tài)全息H維再現(xiàn)裝置，其特征在 于；所述全息記錄介質(zhì)層（3)為感光干板或感光膠片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于等離激元納米結(jié)構(gòu)的動態(tài)全息H維再現(xiàn)裝置，其特征在 于：所述等離激元納米結(jié)構(gòu)（5)包括透明襯底（4)和金屬膜，所述金屬膜均勻附著在透明襯 底（4)表面；或所述等離激元納米結(jié)構(gòu)（5)包括透明襯底（4)和金屬光柵，所述金屬光柵均 勻附著在透明襯底（4)表面，且該金屬光柵為亞波長周期性金屬光柵。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述基于等離激元納米結(jié)構(gòu)的動態(tài)全息H維再現(xiàn)裝置，其特征在 于；所述金屬膜厚度低于20nm，金屬光柵的厚度和狹縫寬度均為lOOnm，周期為400nm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述基于等離激元納米結(jié)構(gòu)的動態(tài)全息H維再現(xiàn)裝置，其特征在 于；所述金屬膜或金屬光柵的材質(zhì)為金或銀。
【文檔編號】G02B27/22GK104345463SQ201410508193
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】王琦龍, 翟雨生, 齊志央, 李曉華 申請人:東南大學