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随着电子、光学和材料的快速发展,人们对信息表示的要求越来越高,不仅要求信息传递的速度快捷,也在身临其境的3D感知和舒适度方面提出了更高的要求。全息显示技术可以提供物光波的振幅和相位信息,满足人的视觉生理和心理因素的需求,将成为3D可视化工具的最终目标。Gabor首先提出光学全息术,采用高分辨率的干板或胶片作为显示媒质。虽然可以显示逼真的三维效果,但是不能实现动态、实时的显示。MIT的多媒体实验室利用声光调制器搭建了动态三维全息显示系统,将全息技术从胶片时代带入数字时代。空间光调制器是视频全息显示的核心器件,可以实时、动态地对入射光波进行调制。随着液晶技术的发展,液晶开始被用于开发空间光调制器。基于硅基液晶的空间光调制器(LCOS),因具有开口率大、分辨率高等特点,被认为是实现全息显示最理想的工具。本文主要研究内容及研究成果如下：1)分析当前视频全息显示尚未实用化的原因,其中最主要是现有液晶空间光调制器因为像素间距过大而不能提供足够宽的视场角。如果一幅全息图被用于3D感知,为显示一幅有用的全息图,观察者的两只眼睛都必须放在视场中,理想的情况下,观察者应能有一些环视的可能,看到更多的景物。当前的LCOS器件提供的视场角远远不够,为了增加视场角,必须减小器件的像素尺寸。但是随像素尺寸减小,外加电场作用下的液晶分子的指向矢会在相邻像素之间产生边缘场效应,从而对LCOS盒的相位调制深度和衍射效率产生严重不利的影响。2)利用吉布斯自由能理论构建求解液晶指向矢分布的数学模型,使用差分迭代法计算液晶指向矢分布。液晶指向矢的分布情况决定了LCOS对光束的调制效果。为进一步定量分析LCOS的衍射特性和边缘场效应提供了理论基础。3)高分辨率LCOS盒边缘场效应现象与像素电极宽度和液晶盒厚度的比率相关,比率越小相邻像素之间的边缘场效应越强。论文讨论了边缘场效应对LCOS的相位调制的深度以及衍射效率的影响；分析和模拟了三种不同电极结构液晶装置的衍射特性；最后指出双边叉指电极结构可以有效抑制边缘场效应,实现高衍射效率的LCOS盒。为视频全息显示使用的空间光调制器提供了一种可行的方案。