为全息3D显示器提供更宽的视角

全息3D显示器是一项具有良好应用前景的重要技术。然而，目前全息3D显示器的视角受到现有策略的限制。在全息3D显示器得到广泛应用之前，必须解决这一重大挑战。 Ma{|+\Q.Z  
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在发表在《光：先进制造》杂志上的一篇新论文中，由北京航空航天大学Qiong-Hua Wang教授领导的科学家团队开发了一种具有更宽视角的新型全息3D显示器。 (5Cm+Sy  
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扩展全息3D显示器视角的方法有很多。典型的方法包括使用基于空间光调制器(SLM)的时间或空间复用方法。但是，这些方法有局限性，例如对SLM刷新率的要求高，增加了系统的成本和复杂性。 ,j5fzA  
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另一种方法是控制体散斑场来生成全息3D图像。这种方法有可能实现60°的显示视角。此外，超大容量非周期光子筛和具有亚波长调制能力的超表面器件也被用于扩大全息显示系统的视角。 m4 4aKqw)  
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这些方法在扩大全息3D显示的视角方面显示出了希望。然而，仍有挑战需要解决，例如对高速SLM的需求和对紧凑系统的需求。需要继续研究开发更宽视角和更低成本的全息3D显示器。 n'M}6XUw  
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液晶器件为开发全息3D显示器提供了新的机会。这些器件具有偏振选择性和可调电压的优势，可用于扩大全息3D显示器的视角。 rRsLl/d  
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例如，研究人员使用了基于液晶聚合物的达曼光栅来扩大全息近眼3D显示器的视角。其他研究人员使用了液晶透镜来实现全息变焦显示。2022年，将可调谐液晶光栅应用于全息显示系统，系统的视角达到57.4°。 "]JS,g {m  
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然而，在之前提出的系统中，图像点的衍射并没有完全达到SLM的最大衍射范围。这意味着该技术仍有改进的空间。 {H0B"i  
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提出了一种大视角全息3D显示系统。该系统的核心包括加载大尺寸全息图的SLM和液晶光栅。提出了一种最大衍射调制方案来扩大视角。 C9bf1ddCW&  
对于一个3D物体，在SLM的有限衍射条件下，通过确定重建图像的有效视场面积，可以获得每个图像点的最大衍射条纹。基于此，提出了大尺寸全息图的计算方法。液晶光栅具有特殊的结构，可以提供重建图像的二次衍射，实现全息视角的连续扩展。 =&}dP%3LC)  
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提出的最大衍射调制方案使系统的视角得到了很大程度的扩大。所提出的方法具有良好的显示效果和广泛的应用前景。 CZbp}:|  
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综上所述，提出了一种大视角全息3D显示系统。该方法包括两个关键组件：SLM和液晶光栅。通过假设SLM的最大衍射角为每个图像点的有限衍射调制范围，可以获得大尺寸的全息图。然后使用液晶光栅对重建图像进行二次衍射调制，从而使全息视角不断扩大。 8c~b7F \  
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理论和实验结果表明，所提出的系统实现了73.4°的大视角。这比之前提出的全息3D显示系统(视角小于60°)有显著的改进。所提出的系统有望促进全息3D显示在教育、娱乐和医学等广泛领域的应用。 Bd\p!f<  
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相关链接：https://phys.org/news/2023-09-wider-viewing-angles-holographic-3d.html