，样品的数字全息图可以在焦平面外采集，然后在后处理中通过数值求解模拟波前传播过程的衍射积分进行数字聚焦。数字全息已在生物学、诊断学和医学、微流控和片上实验室成像(lab on a chip)、三维追踪、细胞力学、即时检验(point of care testing)、环境监测等领域得到了广泛的应用。相衬层析(phase contrast tomography，PCT)可以从不同方向探测样品，从而测量出样品的三维折射率分布。多方向探测可通过移动光源、旋转样品的等方式获得样品不同方向的信息。当前不足：当前基于数字全息的PCT需要在机械或光电激光束扫描设备的情况下完成三维成像。文章创新点：基于此，意 ...
维显示：静态全息图已经被证明可以重建人类视觉系统理解三维所需的所有线索，并且依靠高质量的光敏材料，目前已经可以显示可信的全彩全息重建。但是现在的问题是，怎样让动态全息也具有静态全息的图像质量。要创造一个全息电视，需要解决三个基本的问题：从三维信息计算全息图，数据的传输，全息图到三维图像显示的重建。1）计算生成全息图从三维图像计算衍射图案的理论基础是基尔霍夫和菲涅尔衍射积分物理模型。但是由于计算所需的浮点数过大，到目前为止还无法做到实时生成。以720p(1280x720)全息显示为例，蛮力计算需要每像素100x100个衍射元素以获得全视差，以及每像素需要4000次乘法和累加，刷新率为60Hz，全 ...
速合成高质量全息图像在目前来讲还难以实现。除此之外，大多数全息显示的图像质量差，还在于显示的实际光波传输与仿真模型之间存在失配问题。技术要点：基于此，斯坦福大学的Yifan Peng(一作)和Gordon Wetzstein(通讯)等提出了一种新的CGH框架，能产生前所未有的图像保真度和实时帧率。这个框架包含了：相机在环优化策略(直接优化或训练一个可解释的光波传输模型来生成全息图)、神经网络架构(第1个能实时生成1080p全彩高质量全息图像的CGH算法)。(1)全息显示(所用空间光调制器为相位型SLM)由相干光源产生的复值波场usrc(这个源场可以是平面波or球面波or高斯光束)入射到相位型S ...
无法感知)。全息图旨在复制物体在真实世界中反射光的效果。从本质上讲，今天的全息图由计算机生成的波前副本组成，该副本从显示屏投影或投影到透明面板上，使用干涉图案模仿来自物体的真实世界波前，从而使2D投影呈现3D效果。在全息图的早期，带有特殊涂层的照相底片用于记录波前的幅度和相位信息。今天，使用计算机和显示器生成全息投影。典型的计算机生成的全息图由算法计算并使用空间光调制器进行投影1。虽然一些增强现实(AR)系统使用显示屏幕，如 OLED发射图像或用清晰面板反射投影图像，但先进的全息技术是一种新兴的、具有大众市场潜力的AR可视化方法。基于计算机生成全息(CGH)显示的AR设备示意图。CGH上传到空 ...
干涉图案，即全息图。通过选择照明光束，全息图将入射光衍射成原始光场的准确再现。重建的3D场景呈现准确的单目和双目深度线索(depth cues)，这是传统的显示手段难以同时实现的。然而，高效、实时地创建逼真的计算机生成全息图(CGH)仍然是计算物理学中尚未解决的挑战。其主要挑战是对连续3D空间中的每个目标点执行菲涅耳衍射模拟所需的巨大算力要求。有效的菲涅耳衍射模拟极具挑战性，目前通过用物理精度换取计算速度来解决。基于预先计算的元素条纹、多层深度离散化、全息立体图、波前记录平面(或者中间光线采样平面)和仅水平/垂直视差建模的查找表等，采取手动设计数值近似，代价是图像质量受损。利用GPU计算的快速 ...
但是高质量的全息图获取在21世纪初才实现。使用SLM生成高质量的数字全息图的主要挑战在于计算生成全息(computer generated holography,CGH)的算法。传统的CGH算法依赖于不足以准确描述近眼显示物理光学的波传播模型，因此严重限制了能够获得的图像质量。直到最近(2018年开始)，基于机器学习的全息波传播模型提出，能够相对的改善图像质量。这些工作主要分为三类：第一类，将从SLM到目标图像的前向传播通过网络参数化，学习光学像差、物理光学和传输模型之间的差异，从而使得传播模型更准确，但是相比传统的方法不一定有速度优势；第二类，使用“逆”网络学习从图像平面到SLM的映射关系， ...
其记录的是体全息图，只对满足布喇格条件(对入射角和波长明确要求)的光形成明亮的衍射再现像，对不满足此条件的光则相当于一个透射平板。全息光学元件可以制作成具有各种光学功能的元件，如微透镜阵列功能，反射镜功能等。微透镜功能的记录和使用见图2。本文将全息光学元件作为反射镜使用，通过将同轴的准直平面波与同轴的曲率半径为60mm的球面波在16um厚的光致聚合物(photopolymer)薄膜上干涉形成(两束光的方向相反，从而生成反射模式全息图)。记录的全息图在639nm、532nm、457nm下多色复用记录(记录装置示意图见附录)，用于彩色显示。实验结果：图3A为做成可穿戴式的AR显示器，图3B和C分别 ...
目标平面形成全息图像被相机采集到后，与ground truth做比较，得到损失函数，使用随机梯度下降法来更新SLM上不同像素的相位调制度。相干光的传播是基于角谱方法，而部分相干光考虑到其光谱和有限发射面积，在对光的传播建模时，首先考虑一个在一定出射角度范围(对应有限发射面积，通过透镜将焦平面上不同入射点转换成不同的角度出射)和一定光谱范围内的相干光叠加传播模型，然后在实际操作过程采用离散化实现这个连续模型。(2)实验装置。作者将激光、LED、SLED分别作为光源的全息整合进一个整体光路，用于实验对比，整体光路布置示意见图2A。空间光调制器(SLM)为相位型(HOLOEYE LETO, 6.4u ...
便的与客户的全息图进行叠加，从而把结果偏转到1级位置，客户只需要用光阑将零级光滤掉，只让一级光通过即可。b)叠加菲涅尔透镜MLO公司的调制器控制软件提供生成任意焦距菲涅尔透镜的功能，用户可以将全息图与该菲涅尔灰度图进行叠加，从而零级光与衍射光的焦平面会发生错位，零级光在衍射光的焦平面上会发散掉，从而减小零级光的影响。光路方面：1）光路中添加偏振片和半波片，提高入射光的偏振态准确性为了使用SLM作为相位调制器，入射偏振必须是线性的，并且与LC分子对齐。为了确保入射光的偏振是线性的，建议在激光光源后放置一个偏振器。为了确保偏振与LC分子对齐，建议在偏振器和SLM之间放置半波片，通过半波片的旋转可以 ...
照射记录下的全息图h(x,y)，得到目标场景o'(x,y)的像轴上图像的相位共轭特性（上式第二行最后一项）表明，这个像是实像。从场景发散的波现在正汇聚到像上，其它的图像元素包含高的空间频率。如图6所示，Gabor的方法依赖于自干涉。因此，方程（36）中的三个像是彼此重叠的。离轴全息（见图7）的发明可以将三个像分离。此外，数字电子处理技术的发展使得全息光学记录和离轴全息图回放都可以通过数字电子处理技术完成。数字电子处理记录推动了计算生成全息、衍射光学的发展。数字电子处理回放推动了数字全息的发展。第一次计算重建全息图由摄像机拍摄，采样阵元为256X256，在PDP-6计算机上用快速傅里叶变 ...
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