干涉圖案，即全息圖。通過選擇照明光束，全息圖將入射光衍射成原始光場的準確再現。重建的3D場景呈現準確的單目和雙目深度線索(depth cues)，這是傳統的顯示手段難以同時實現的。然而，高效、實時地創建逼真的計算機生成全息圖(CGH)仍然是計算物理學中尚未解決的挑戰。其主要挑戰是對連續3D空間中的每個目標點執行菲涅耳衍射模擬所需的巨大算力要求。有效的菲涅耳衍射模擬極具挑戰性，目前通過用物理精度換取計算速度來解決。基于預先計算的元素條紋、多層深度離散化、全息立體圖、波前記錄平面(或者中間光線采樣平面)和僅水平/垂直視差建模的查找表等，采取手動設計數值近似，代價是圖像質量受損。利用GPU計算的快速 ...

但是高質量的全息圖獲取在21世紀初才實現。使用SLM生成高質量的數字全息圖的主要挑戰在于計算生成全息(computer generated holography,CGH)的算法。傳統的CGH算法依賴于不足以準確描述近眼顯示物理光學的波傳播模型，因此嚴重限制了能夠獲得的圖像質量。直到最近(2018年開始)，基于機器學習的全息波傳播模型提出，能夠相對的改善圖像質量。這些工作主要分為三類：第一類，將從SLM到目標圖像的前向傳播通過網絡參數化，學習光學像差、物理光學和傳輸模型之間的差異，從而使得傳播模型更準確，但是相比傳統的方法不一定有速度優勢；第二類，使用“逆”網絡學習從圖像平面到SLM的映射關系， ...

其記錄的是體全息圖，只對滿足布喇格條件(對入射角和波長明確要求)的光形成明亮的衍射再現像，對不滿足此條件的光則相當于一個透射平板。全息光學元件可以制作成具有各種光學功能的元件，如微透鏡陣列功能，反射鏡功能等。微透鏡功能的記錄和使用見圖2。本文將全息光學元件作為反射鏡使用，通過將同軸的準直平面波與同軸的曲率半徑為60mm的球面波在16um厚的光致聚合物(photopolymer)薄膜上干涉形成(兩束光的方向相反，從而生成反射模式全息圖)。記錄的全息圖在639nm、532nm、457nm下多色復用記錄(記錄裝置示意圖見附錄)，用于彩色顯示。實驗結果：圖3A為做成可穿戴式的AR顯示器，圖3B和C分別 ...

相位都編碼的全息圖。全息重建則是從記錄的全息圖強度恢復物的信息。全息可以分為同軸全息和離軸全息。同軸全息是指物波和參考波共軸，具有系統簡單、大帶寬積、穩定性強、重建時受到共軛像干擾等特點。離軸全息是指物波和參考波有夾角，使得共軛像與期望的重建像分離，從而獲得清晰的重建像，但是帶寬積不如同軸全息，且系統較復雜，抗干擾能力較差。電子計算機和圖像傳感器(CCD、CMOS)的發展將全息由模擬時代引入數字時代。圖像傳感器作為全息圖像數字化的載體，替代了傳統的全息記錄介質，使得在電子計算機上完成全息的數值重建得以實現。數字化也為算法的施展提供了用武之地。用于壓制共軛像的多種基于迭代的相位復原算法被研究人員 ...

目標平面形成全息圖像被相機采集到后，與ground truth做比較，得到損失函數，使用隨機梯度下降法來更新SLM上不同像素的相位調制度。相干光的傳播是基于角譜方法，而部分相干光考慮到其光譜和有限發射面積，在對光的傳播建模時，首先考慮一個在一定出射角度范圍(對應有限發射面積，通過透鏡將焦平面上不同入射點轉換成不同的角度出射)和一定光譜范圍內的相干光疊加傳播模型，然后在實際操作過程采用離散化實現這個連續模型。(2)實驗裝置。作者將激光、LED、SLED分別作為光源的全息整合進一個整體光路，用于實驗對比，整體光路布置示意見圖2A。空間光調制器(SLM)為相位型(HOLOEYE LETO, 6.4u ...

計算機生成的全息圖在光遺傳學、數據存儲或虛擬和增強現實的近眼顯示器等領域產生復雜的三維波前等。文章創新點：德國馬克斯·普朗克量子光學研究所的Edoardo Vicentini(一作)和Nathalie Picqué(通訊)提出一種雙光梳數字全息術，可以獲得每一個光梳線下的復數全息圖。其潛在應用包括遠距離精確尺寸測量(無干涉相位模糊)、具有高光譜分辨力的高光譜三維成像等。原理解析：兩個重復頻率略有不同的頻率梳生成器，一個為樣品臂提供光束，另一個為參考臂提供光束。樣品臂接收由反射型或透射型三維物體散射回的光束，作為物光。物光和參考光由分束鏡合束在一個無透鏡探測器矩陣上形成干涉信號。系統原理圖見圖1 ...

。但是，傳統全息圖不具備對虛物全息重建和動態顯示的能力。為了克服這個困難，在1966年的時候，Brown和Lohman發明了計算機生成全息(computer-generated holography, CGH)，這種技術使用物理光學理論來計算干涉圖案上的相位圖。隨著技術的發展，通過使用如空間光調制器(SLM)或數字微鏡設備(DMD)這樣的數字設備，CGH也能展示出動態全息顯示的能力。然而，使用SLM或DMD的CGH長期存在著小視場、孿生像、多級衍射的問題。隨著納米加工技術的巨大發展，超材料和超表面引領全息圖研究以及其它研究領域進入了工程光學2.0時代。超材料由亞波長級的人造結構(artific ...

展，數字光學全息圖可以實現納米級的分辨率。這有利于數據加密，數據存儲，信息處理和三維顯示等應用。然而，全息圖的帶寬對于任意的實際應用來說還是太低。為了克服這個困難，信息可以儲存在光的軌道角動量里，因為這個自由度有一組無限的正交螺旋模式，可作為信息通道。迄今為止，軌道角動量全息已經通過相位型超表面實現，然而，這種技術受到通道串擾的損害，因此只展示了來自四個通道的多路復用信息。英文縮寫：軌道角動量:orbital angular momentum,OAM復振幅OAM-復用超表面全息圖：complex-amplitude OAM-multiplexing metasurface hologram,C ...

便的與客戶的全息圖進行疊加，從而把結果偏轉到1級位置，客戶只需要用光闌將零級光濾掉，只讓一級光通過即可。b)疊加菲涅爾透鏡MLO公司的調制器控制軟件提供生成任意焦距菲涅爾透鏡的功能，用戶可以將全息圖與該菲涅爾灰度圖進行疊加，從而零級光與衍射光的焦平面會發生錯位，零級光在衍射光的焦平面上會發散掉，從而減小零級光的影響。光路方面：1）光路中添加偏振片和半波片，提高入射光的偏振態準確性為了使用SLM作為相位調制器，入射偏振必須是線性的，并且與LC分子對齊。為了確保入射光的偏振是線性的，建議在激光光源后放置一個偏振器。為了確保偏振與LC分子對齊，建議在偏振器和SLM之間放置半波片，通過半波片的旋轉可以 ...

記錄下干涉的全息圖，其強度記為Em_off。（4）如圖1b，開啟超聲，記錄下散射場和參考場的全息光強Em_on。此時的散射場由超聲聚焦區域的零階光子和超聲聚焦區域外的光子組成。兩個強度的差值Em_on-Em_off消除超聲聚焦區域外的光子的貢獻，只留下擾動場的貢獻。圖1c，在SLM（空間光調制器）上生成Em_on-Em_off的共軛場，用回放光束照射SLM，即可生成一束時間反轉的光束，這束光在超聲的聚焦位置處會聚。DOI：https://doi.org/10.1038/s41377-021-00605-7更多詳情請聯系昊量光電/歡迎直接聯系昊量光電關于昊量光電：上海昊量光電設備有限公司是光電產 ...