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发布日期:2024-02-22 16:32    点击次数:105
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裸眼动态 3D 披露亚新在线,是东谈主类心驰神往的披露手艺。自 1956 年全息术发明以来,东谈主们一直深信光学全息是完了真三维披露的理念念路线。

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为完了传神的三维披露,必须创建一个具有全深度调控的、可完了高密度多平面投影的三维全息图。

关于动态全息投影来说,它频繁依赖空间光调制器来调制光场,进而重构物体的图像信息。全息图深度信息的调控技艺越强,有用投影的平面密度越高,东谈主眼不雅测到的重构物体图像就越传神。

关联词,即使领受首先进的空间光调制器,现在谋略全息图的深度调控技艺也止境有限。此外,不同深度的平面投影图像之间的强串扰,进一步裁减了全息投影的质地。

因此,投影平面的深度永别率低、以及平面间图像串扰大,成为产生传神三维全息图的两个要津截至要素。

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基于此,中科大教讲课题组提倡了一种三维散射补助动态全息术(Three-dimensional scattering-assisted dynamic holography, 3D-SDH),具有超细精度调控、动态投影、偏振复用等功能。

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图 | 龚雷(来源:)

辩论中,该团队领受了一个浅薄的加法:1+H。H 代表全息图,1 就是一个平面波,经过散射介质之后在目田空间传输。就像魔法相似,走到那儿就能遗弃哪个平面的串扰。“这是一个何等浅薄而优好意思的决策。虽然,它背后是光场关系性的物理旨趣。”说。

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在实验之中,起首他们只是念念尝试投影三维强度图像。这一念念法来自于这么一个启发:当使用电影院的 3D 眼镜时,通过它的两只镜片不错看到不同偏振的图像。这时东谈主脑会合成三维图像,但是咱们却看不到图像里面的三维结构。

于是,课题组产生了一个很挑升旨真义的念念法:是否有见地让两只眼睛看到不同的三维图像?这么一来,东谈主脑合成的图像就是领有三维里面结构的物体。

实质上,全息投影是商酌光场的精准重构,两者具有雅致的研究。为此,他和团队提倡来散射补助的三维矢量全息投影范例,旨趣上只是使用相位型全息图,就能完了动态三维矢量全息投影。

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为惩处上述两个问题,课题组引入光学散射特质,借此迫害了空间光调制器的空间频率调控极限。同期,将散射平面波的立时相位,访佛在每个投影平面裁减光场关系性。

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至此,他们从物理旨趣上找到了惩处三维谋略全息深度调控瓶颈的决策。

下一步则要惩处三维全息图谋略问题,其中波及到如安在散射要求下光学重构三维显著图像。

他们先给出了全息图抒发式,并设谋略法完了全息图的快速谋略生成,进而领受数值模拟的范例考据该决策的可行性。

终末一步则是进行实验考据,包括瞎想三维散射全息投影的装配、实验瞎想和三维高密度全息投影的实验演示等。在模拟实验中,他们以全息投影的神情,展示了一个笼中兔子的三维模子。

此前,在三维全息重构进程中,归并束光需要穿过扫数投影平面,这时靠近一个难受即是奈何扼制每个平面上的串扰和光学噪声,而本次职责见效惩处了这一问题。

在使用该手艺时,树立光散射效应不错迫害传统菲涅尔全息投影手艺的深度调控截至,在轴上永别率上概况完了 3 个数目级的升迁。

与此同期,平面间串扰也能获得极大扼制,从而完了超高密度的三维动态全息投影。况且,只使用相位型全息图就能完了动态三维矢量全息投影。

韧性

通过将更多深度信息融入到谋略全息图中,不错更传神地重构三维图像,改日有望用于立体披露、投影光刻、光信息存储、光学微操控和生物显微成像等。尤其是用于造谣或增强试验鸿沟时,不错带来东谈主机交互、互动式素养和文娱等潜在运用。

日前,关系论文以《Ultrahigh-density 3D holographic projection by scattering-assisted dynamic holography》()为题发在 Optica 上,YuPanpan 是第一作家,担任通信作家。

图 | 关系论文(来源:Optica)

另据悉,本次辩论仅完了了 3D 点云化场景全息再现。该团队的最终商酌是全息投摄影接分散的 3D 物体。相接分散的三维物体包含的信息止境大,现在的数字全息图方式数有限,重构三维图像的复杂性仍然有限。

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投影复杂 3D 场景需要更高像素永别率的全息图。另外,当图像越复杂的期间,生玉成息图的耗时也就越久,这亦然生成传神三维全息图所靠近的伏击挑战。

因此,他们将树立新的算法来升迁高永别率全息图的谋略速率,举例深度学习的全息图谋略范例。另外,其还谋略升迁硬件设立、优化散射介质瞎想,领受 4K 永别率的空间调制器麇集独特加工的散射介质,提高 3D 全息投影图像的质地。

参考贵寓:

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1.Yu, P., Liu, Y., Wang, Z., Liang, J., Liu, X., Li, Y., ... & Gong, L. (2023). Ultrahigh-density 3D holographic projection by scattering-assisted dynamic holography. Optica, 10(4), 481-490.

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