三维全屏幕象差特性的研究

从全息屏幕对投影物镜出瞳象(即视觉区域)的形成及该出瞳象对高斯象的偏离出发,研究了三维全息屏幕的象差特性。     

全光纤全息技术的研究与实现

本文对全光纤全息系统的原理、器件选择和实现手段进行了研究,采用光纤迈克耳逊干涉仪稳相结构建立了可应用于多种全息结构的全光纤全息系统,拍摄出了具有较为清晰再现象的全息图。本文结果证实了光纤全息系统在把全息技术用于现场实用方面的巨大潜力,为全息技术的进一步研究奠定了基础。     

全息波导板构型优化

经过理论分析和计算,结合加工难度,提出了对全息波导显示系统中全息波导板的优化方法。对28°圆视场、30 mm×30 mm系统出瞳的全息波导显示系统中的全息波导板进行了优化。输入全息光栅尺寸、分束膜尺寸和输出全息光栅尺寸分别为5 mm×30 mm,30 mm×30 mm和30 mm×30 mm,波导板材料、波导板厚度、上波导板厚度和下波导板厚度分别为Ba K7,3 mm,0.75 mm和2.25 mm时,能够满足所要求的全息波导显示系统视场和出瞳性能要求。通过优化得到的系统构型可以应用于全息波导头盔显示器、全息波导平视显示器等。     

基于计算全息的全视差合成全息研究

文中进行了一种新型三维全息图的制作方法研究,该方法基于计算全息原理,与合成全息相结合,实现激光三维全息图的直写打印制作。首先进行了菲涅耳计算全息图的实验,表明计算全息与合成全息结合的可行性与合理性。然后根据合成全息原理与计算全息原理对三维模型进行采样和图像变换处理,再计算出相应的菲涅耳计算全息图,借助数字全息激光打印系统完成三维全息图的拍摄,在激光下进行光学再现,最后对再现结果进行了分析与讨论。     

基于全息光学元件的增强现实3D显示系统

设计了一种基于全息光学元件的透视增强现实集成成像3D显示系统。对基于反射体全息原理的全息光学元件的记录及再现做了理论分析,并通过搭建实验光路记录一块尺寸为20mm×20mm的全息光学元件。该全息光学元件仅对满足布拉格条件的光线体现出微透镜阵列成像功能,再现出虚拟的3D图像,而真实3D物体发出的光线可以直接透过全息光学元件,因此该全息光学元件作为图像融合元件实现了真实3D物体与虚拟3D图像的融合。该实验研制的透视增强现实3D显示系统能够再现出较好的虚拟3D图像,有效地融合虚拟3D图像和真实3D物体,实现增强现实的3D显示效果。     

全息平面变间距光栅线密度分布方程系数研究

简述全息变间距光栅几何理论,通过分析其线距变化系数,研究了全息记录参数对线密度分布方程系数的约束,给出了使全息记录得到的线密度分布方程与期望方程相吻合的必要条件。同时还给出了遗传算法优化计算后的误差曲线,并对理论分析进行了验证,计算结果与理论分析相吻合。     

计算机制作平板型周视彩虹全息

利用计算机制作全息图简洁和灵活性,在光学周视彩虹全息的基础上提出了计算周视平板彩虹全息。在菲涅耳衍射理论的近似框架下,从理论推导出基元周视全息的物光分布。实际物体在记录面上的物光分布可以看成是物体上所有物点的基元周视全息物光分布的叠加。根据这一原理,模拟光学全息原理,计算出物体周视全息的物光和参考光的干涉条纹,从而获得平板周视全息图。该方法克服了光学平板周视全息在制作光路上的复杂性,使得周视全息图的制作简便易行。给出了实验证明。     

细激光束在全息照像中的应用

本文指出全息记录材料可看作一散射物体,当激光束通过它后形成散射光,对全息再现象来说,它就是散射噪声,利用细激光束很容易测量出散射噪声和记录材料中散射颗粒的大小,后者对干板的鉴别率起着决定性的作用,而鉴别率不够,将会导至全息记录的彻底失败。并报导了;如何利用细激光束的散射图象,来分析模压全息图片和全息再现像的波像差,以及在全息干涉计量中用细激光束成像从干涉条纹获取信息的方法。     

综艺节目中全息投影技术的应用

全息投影技术是一种全新的虚拟成像技术,目前在国内虽然还未得到广泛的应用,但是很多商业演出、综艺晚会、开幕式已经开始尝试将这种技术用于舞美效果的呈现。本文主要对全息投影技术进行全面剖析,解释和分析了全息投影技术的原理、系统组成和实现效果。最后通过对综艺节目中已有的全息投影技术应用案例进行分析,总结出一些主要的使用方法。     

IRA码在体全息存储系统中的应用研究

在全息存储系统中,噪声分布是不均匀的,为了对存储的信息位进行不等保护,文中采用能纠不均匀错误的IRA码为系统的纠错码。通过高斯估计方法设计出适合全息存储系统的IRA码,并对其在系统中的应用进行了仿真,结果表明全息信道中IRA码的性能要远优于RS码。     

基于随机场的全息采样及三维显示

虽然真彩色实时全息显示技术在近几年已经取得了阶段性的发展,如何实现符合人眼视觉条件的理想三维显示是一项具有很有挑战性的工作.本文提出了基于随机场的局部平均采样理论,并借助光子波函数的四维傅里叶变换,搭建了以体像素和空间谱为基本抽样单位的三维空间信息的全息抽样框架,并进一步通过实例将这一新的数学模型成功应用于三维空间信息的离散采样、完整恢复与全息显示.最后借助商用4K平面显示器,结合小透镜阵列和全息功能屏,成功演示了人眼可分辨的典型完美全息三维场.     

一种基于散斑结构的全息显示屏

提出一种全息平面显示屏的设计和制作方法。显示屏由全息像素单元组成,每一个像素单元都基于散斑的像面全息结构,其中基元光栅起到调制入射光并定向衍射成像的作用。分析了显示屏的视场特性,数值模拟了记录参考光不同入射角度和起限制垂直方向视场作用的狭缝的宽度对再现散斑像的影响。制作出幅面大小为600 mm×800 mm(约40″),厚度为1.5 mm的普通投影全息显示屏,给出相应的制作流程和制作参数。结果表明,全息显示屏具有高亮度和消色散的优点,浮雕型结构便于进行大幅面的快速微纳米压印复制,使得所提出的显示屏具有低成本的工艺优势。     

计算全息图的快速生成技术

传统的2D显示设备只能提供平面图像显示,无法使观看者获得身临其境的观看体验。为了使人们更真实地认识客观世界,显示技术从2D向3D发展已成为了一种趋势。全息3D显示能为人眼提供3D物体全部的深度信息,因而被视作3D显示中最具发展潜力的技术之一。然而,3D物体的全息图计算量巨大,导致计算速度缓慢。为了能够实现实时动态的全息3D显示,计算全息图的快速生成技术受到了很多研究者的关注。本文首先基于标量衍射理论介绍了全息3D显示技术的基本原理,然后根据3D物体的数学描述形式分别介绍了基于点元法、面元法和分层法的三类计算全息图的快速生成方法,并概述了硬件加速法和深度学习法在全息图快速计算中的应用,最后对各类方法进行了总结和展望。      

基于硅基液晶的空分复用彩色全息显示研究

彩色全息显示是全息显示的一个重要研究目标。研究了使用RGB三色激光的彩色全息显示技术,提出基于空分复用的彩色全息显示方法。全息光电再现像的成像区域大小和成像区域中心位置依赖于RGB三色激光的波长,通过调节RGB三色分量原图大小以及加载数字闪耀光栅实现RGB三色再现图像分量区域大小和成像中心的重合。基于空分复用的方法建立了彩色全息显示系统,最终的彩色全息显示系统利用空间光调制器加载计算生成的24bit全息图再现彩色图像。实验结果验证了该方法的可行性。     

一种基于视觉的手指与全息影像交互研究

利用全息技术进行真三维显示是显示技术研究领域中的一个亮点。为了探讨人与三维全息影像的交互问题,提出了基于视觉的手指与全息影像的交互方法。结合背景差分和色度差分检测图像中的人手区域,然后分析手部轮廓曲率定位指尖位置,并通过指尖位置引导人头三维全息实影像的显示,实现了人与全息实影像的动态交互。最后,通过对比指尖坐标的程序检测值与人工标定值,验证了指尖定位的准确性;通过分析指尖位置与人头影像的对应关系,验证了交互的正确性。     

元宇宙中的动态全息三维显示:发展与挑战（特邀）

相比二维显示,三维显示可以提供更接近真实世界的图像内容,是5G、大数据、元宇宙和物联网领域的关键性技术。计算全息三维显示可以提供所有种类的深度线索,被认为是三维显示的终极实现方式,在智能制造、远程教育、异地办公和娱乐社交等领域都具有广阔的应用前景。文中首先介绍了计算全息技术的发展历史和重要技术节点,分析了高质量全息动态三维显示面临的挑战,主要包括计算全息图重建质量不足、波前调制器件和全息显示系统性能受限以及三维内容源匮乏等,进一步介绍了已有的解决方案,比较了各类方案的优势与不足,进而分析了高质量全息动态三维显示的主要研究方向,包括低噪声全息图的获取、像质优化和畸变校正技术的开发以及三维内容源的构建。实现高质量、低噪声、无畸变、高刷新、真三维的动态全息三维显示,是计算全息显示发展的必由之路,也是元宇宙等典型应用对全息三维显示提出的必然要求。     

Evolution of spatial light modulator for high‐definition digital holography

Since the late 20th century, there has been rapid development in the display industry. Only 30 years ago, we used big cathode ray tube displays with poor resolution, but now most people use televisions or smartphones with very high‐quality displays. People now want images that are more realistic, beyond the two‐dimensional images that exist on the flat screen, and digital holography—one of the next‐generation displays—is expected to meet that need. The most important parameter that determines the performance of a digital hologram is the pixel pitch. The smaller the pixel pitch, the higher the level of hologram implementation possible. In this study, we fabricated the world‐smallest 3‐μm‐pixel‐pitch holographic backplane based on the spatial light modulator technology. This panel could display images with a viewing angle of more than 10°. Furthermore, a comparative study was conducted on the fabrication processes and the corresponding holographic results from the large to the small pixel‐pitch panels.     

网版贴附工艺

随着显示技术的不断发展,平板显示技术已经成为主流的显示技术,贴附是平板显示器件制造过程中的主要工艺技术之一。网版贴附是一种新兴的贴附技术,它具有贴附缺限少、对贴附材料损伤小、适用范围广等特点。文章主要介绍网版贴附的原理、工艺过程及贴附过程中需注意的重点问题。     

背投显示中光学技术及其进展

背投显示作为最早的大屏幕显示设备,长久以来不断经历着技术革新。本文就背投显示中光学技术的发展作了简略的阐述。     

融合拼接大屏幕显示系统可靠性研究及优化策略

分析了当前热门的融合拼接大屏幕显示系统运行机理和主要技术特点。在此基础上,研究了融合拼接与非融合拼接两类大屏幕显示系统可靠性。通过对比和分析,论证了前者可靠度存在薄弱环节。针对不同的应用环境和要求,分别提出了融合拼接大屏幕显示系统可靠性设计优化策略,使其可靠度获得显著提升。