3D-SDH實(shí)現(xiàn)逼真三維全息投影的概念圖。中國(guó)科大供圖

　　中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)光學(xué)與光學(xué)工程系副教授龔雷課題組和新加坡國(guó)立大學(xué)教授仇成偉、加拿大魁北克大學(xué)國(guó)家科學(xué)研究院教授Jinyang Liang合作，提出一種超高密度3D全息投影的新方法。研究團(tuán)隊(duì)將光散射引入到三維全息投影技術(shù)中，同時(shí)解決了傳統(tǒng)全息投影技術(shù)深度調(diào)控的瓶頸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了超高密度三維動(dòng)態(tài)全息投影。近日，研究成果在線發(fā)表于《光學(xué)》。

　　動(dòng)態(tài)重構(gòu)逼真立體場(chǎng)景的三維全息顯示一直面臨挑戰(zhàn)，其中生成真實(shí)的三維全息圖是主要瓶頸。真實(shí)的三維全息圖涉及對(duì)重構(gòu)物體深度信息的連續(xù)精密調(diào)控，全息圖深度信息調(diào)控能力越強(qiáng)，有效投影平面密度越高，人眼觀測(cè)到的重構(gòu)物體圖像就越逼真。

　　目前，動(dòng)態(tài)全息投影通常依賴空間光調(diào)制器在調(diào)制光場(chǎng)波前重構(gòu)物體圖像信息，然而即使采用最先進(jìn)的空間光調(diào)制器，生成的全息圖深度調(diào)控能力也非常有限。此外，不同深度平面上圖像之間的串?dāng)_進(jìn)一步降低了全息投影的質(zhì)量。因此，投影平面深度分辨率低和平面間圖像串?dāng)_大，成為產(chǎn)生逼真三維全息圖的兩個(gè)關(guān)鍵限制因素。

　　在此工作中，研究人員發(fā)明了一種散射輔助的三維動(dòng)態(tài)全息技術(shù)（3D-SDH）。這種技術(shù)利用光的多重散射極大擴(kuò)大了光學(xué)系統(tǒng)可調(diào)控空間頻率的范圍，將基于菲涅爾全息的投影深度分辨率提高3個(gè)量級(jí)以上，同時(shí)極大抑制了不同投影平面間圖像的串?dāng)_。

　　此外，光場(chǎng)的振幅、相位和偏振信息在散射過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了耦合，散射輔助的3D-SDH進(jìn)一步利用單個(gè)數(shù)字全息圖實(shí)現(xiàn)了三維動(dòng)態(tài)偏振全息投影。

　　研究人員介紹，散射輔助的3D-SDH能夠?qū)崿F(xiàn)高密度、低串?dāng)_、大視角的三維動(dòng)態(tài)全息投影，更逼真地動(dòng)態(tài)再現(xiàn)三維立體場(chǎng)景，可應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)、投影光刻和信息存儲(chǔ)等技術(shù)領(lǐng)域。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1364/OPTICA.483057