深度分割复用（DDM）是一种常用的生成彩色纯相位全息图的方法，在重建单个彩色图像时能够取得良好的效果，但是在重建多平面彩色图像时，会不可避免地出现再现质量差和串扰的现象。提出一种基于时分复用生成多平面彩色纯相位全息图的迭代方法，该方法基于Gerchberg-Saxton（GS）算法，在记录全息图时，对每个通道平面施加幅度约束，重复此过程，彩色图像的红（R）、绿（G）和蓝色（B）通道信息被分别记录在三个纯相位全息图中。在再现时，RGB三色通道在相同的距离处重合，重建出目标彩色图像。展示了1幅、3幅和5幅彩色图像的重建结果，与DDM方法相比，所提方法明显提高了重建彩色图像的质量水平，有效避免了不同通道平面之间的串扰。数值模拟和光电再现均证明了所提方法的有效性。

基于全息波导的增强现实近眼显示技术可以直接为用户双眼提供虚实融合的图像信息，形态相对便携，近年来发展较为迅速。但目前报道的全息波导近眼显示多采用平板波导结构，一般需额外添加曲面护目镜，系统体积相对较大。因此提出基于柱面全息波导的增强现实近眼显示方法，实现了近眼显示从传统平板全息波导形态到曲面类型全息波导的拓展。提出柱面全息波导的全息曝光制备方法并制备柱面全息波导，搭建柱面全息波导近眼显示平台实验系统，实现了出瞳大小约10 mm，单目视场角约24°的增强现实显示效果，将为曲面波导与曲面护目镜的结合提供技术基础。

随着计算空间光调制器的分辨率的尺寸逐渐变大，全息图三维动态显示的计算量也越来越大，使得对全息计算速度提出了新的要求。利用GPU并行计算处理的方式实现全息图的快速层析法计算，该方法利用GPU并行多线程和层析法中的图像二维傅里叶变换的优势对菲涅尔衍射变换算法加速计算；同时通过对GPU底层资源的调用和对CUDA中程序的流处理过程，有效减少中间的延时等待。通过对计算速度对比分析表明：与在CPU上运算相比，计算速度大幅提升，基于GPU并行计算的方法比基于CPU计算的方法速度快10倍左右。

为了研究新的全息记录介质, 本文我们介绍一种基于TMPTA单体的光致聚合物材料。我们已经在该聚合物薄膜样品中成功记录三维实物信息及数字静态视差图像存储等, 证明具有良好的全息记录与重建的性能。实验结果表明: 该材料在记录角度为26°时, 不加电压等任何外部条件下的衍射效率接近90%, 并且制作简便、容易保存, 作为全息记录介质能够有效地重建出高分辨率, 高衍射效率的全息再现像。由于该聚合物的高衍射效率并且不需要外加电压等特性, 该材料更加适合用于全息图和大数据的永久存储, 并且它在大尺寸静态三维全息图显示、三维图像存储、数据储存、全息防伪、全息打印等领域具有较强的优势和潜在的应用前景。

本文对多空间光调制器不同拼接方式拓展全息三维再现像视角的方法进行了分析, 基于多片空间光调制器拼接拓展视角的思想, 利用平面反射镜、分光镜和两片透射式空间光调制器设计了曲面拼接系统, 进行了全息三维再现像的视角拓展实验研究。用该系统对四棱锥物体的层析菲涅尔衍射全息图进行再现, 结果表明, 总视角由基于单片空间光调制器的17°增大到32°, 即拓展到约19倍, 分光镜能够消除两片空间光调制器间的间隙, 实现无缝拼接。该方法同样适用于更多空间光调制器的曲面拼接中, 可以有效地拓展全息再现像的视场角大小。

介绍了在超快液晶薄膜中的实时动态全息视频显示成果，此薄膜不需任何外加电场，而且全息响应在毫秒量级，全息图建立和自擦除时间最快都可达到1 ms。利用红绿蓝(RGB)三色激光作为读出光获得了无串扰噪声红绿蓝三色实时动态全息显示视频。基于全息复用技术，在此材料中实现RGB模式彩色全息视频显示。由于此材料易于制成大尺寸显示屏，而且无需任何外加电场，所以由其制成的空间光调制器或其他全息显示器件无需进行像素化，这样就能有效地克服现有空间光调制器的缺陷，其有望在未来被开发成高分辨率、大尺寸、彩色实时动态全息三维视频显示器。

对基于两片柱透镜光栅正交叠放的集成成像方法进行了光学特性分析和实验研究。分析了不同正交叠放的柱透镜光栅单元之间的几何光学特性的差异。对柱透镜光栅凸面对凸面的叠合方式进行了几何光学模型解析。运用光学仿真软件对正交叠放柱透镜光栅和微透镜阵列的光学成像特性进行了光学成像的模拟分析。通过电荷耦合元件(CCD)相机获取三维物体经过正交柱透镜光栅后的基元图像阵列，并根据柱透镜光栅的栅距对基元图像的尺寸进行配准，再用高分辨率激光打印机将基元图像阵列记录在相片纸上，并将其与正交柱透镜光栅进行精确位置匹配后，获得了具有全视差的立体成像效果。

提出了一种基于正交柱透镜光栅的全视差立体成像方法。该方法采用3DMAX软件获取三维场景虚拟物体的多视角图像阵列。根据点阵合成法采用Matlab软件对视角图像的像素进行重组生成全视差像素，并对全视差像素进行拼接后获得全视差合成立体图。根据柱透镜光栅栅距的精确测量值对全视差像素的尺寸进行精确匹配，并用高分辨率激光打印机将全视差合成立体图记录在相片纸上，并将其与正交柱透镜光栅进行精确位置匹配。实验结果表明，从不同观察角度可观看到清晰、连续的具有全视差效果的三维再现像。

全息打印技术具有立体影像效果好及制作灵活性好等特点，在现代生活、商业和**等领域具有广泛的应用前景和重要价值。阐述了全息打印技术的原理、方法及技术研究现状。重点从打印系统的光路特点等方面对现有全息打印技术进行归纳和分析，并对全息打印技术今后的发展趋势进行了展望。

针对基于空间光调制器的彩色全息光电再现系统在利用计算全息图进行光电再现时会由于三色激光波长不同造成再现像出现倍率色差，影响再现效果的问题，本文重点分析了倍率色差产生的原因。为了消除倍率色差，提高彩色光电再现像的质量，提出了在全息图计算过程中对物信息进行差别采样来消除倍率色差。基于时分复用方法搭建了彩色全息光电再现系统，以迭代傅里叶变换型全息图为例，对处理后的计算全息图进行了光电再现。实验表明，提出的方法可以消除波长不同造成的色差(33.6%(红色)，12.5%(绿色))，实验结果验证了本文所提出方法的可行性。