裸眼动态 3D 清楚，是东谈主类求之不得的清楚本事。自 1956 年全息术发明以来，东谈主们一直敬佩光学全息是完了真三维清楚的理念念途径。

为完了传神的三维清楚，必须创建一个具有全深度调控的、可完了高密度多平面投影的三维全息图。

关于动态全息投影来说，它每每依赖空间光调制器来调制光场，进而重构物体的图像信息。全息图深度信息的调控能力越强，灵验投影的平面密度越高，东谈主眼不雅测到的重构物体图像就越传神。

然则，即使领受首先进的空间光调制器，现在策划全息图的深度调控能力也相配有限。此外，不同深度的平面投影图像之间的强串扰，进一步缩短了全息投影的质料。

因此，投影平面的深度划分率低、以及平面间图像串扰大，成为产生传神三维全息图的两个关节截至成分。

基于此，中科大教讲课题组建议了一种三维散射提拔动态全息术（Three-dimensional scattering-assisted dynamic holography, 3D-SDH），具有超细精度调控、动态投影、偏振复用等功能。

图 | 龚雷（来源：）

接头中，该团队领受了一个肤浅的加法：1+H。H 代表全息图，1 就是一个平面波，经过散射介质之后在解放空间传输。就像魔法雷同，走到那处就能摒除哪个平面的串扰。“这是一个何等肤浅而优好意思的决策。虽然，它背后是光场干系性的物理旨趣。”说。

在实验之中，开端他们只是念念尝试投影三维强度图像。这一念念法来自于这么一个启发：当使用电影院的 3D 眼镜时，通过它的两只镜片不错看到不同偏振的图像。这时东谈主脑会合成三维图像，但是咱们却看不到图像里面的三维结构。

于是，课题组产生了一个很挑升义的念念法：是否有目的让两只眼睛看到不同的三维图像？这么一来，东谈主脑合成的图像就是领有三维里面结构的物体。

骨子上，全息投影是探讨光场的精准重构，两者具有空洞的干系。为此，他和团队建议来散射提拔的三维矢量全息投影递次，旨趣上只是使用相位型全息图，就能完了动态三维矢量全息投影。

为惩办上述两个问题，课题组引入光学散射特点，借此糟塌了空间光调制器的空间频率调控极限。同期，将散射平面波的迅速相位，重复在每个投影平面缩短光场干系性。

至此，他们从物理旨趣上找到了惩办三维策划全息深度调控瓶颈的决策。

下一步则要惩办三维全息图策划问题，其中波及到如安在散射条目下光学重构三维显然图像。

他们先给出了全息图抒发式，并设策划法完了全息图的快速策划生成，进而领受数值模拟的递次考据该决策的可行性。

终末一步则是进行实验考据，包括假想三维散射全息投影的安装、实验假想和三维高密度全息投影的实验演示等。在模拟实验中，他们以全息投影的神色，展示了一个笼中兔子的三维模子。

此前，在三维全息重构经过中，归并束光需要穿过系数投影平面，这时靠近一个迂回即是若何阻拦每个平面上的串扰和光学噪声，而本次使命见效惩办了这一问题。

在使用该本事时，设立光散射效应不错糟塌传统菲涅尔全息投影本事的深度调控截至，在轴上划分率上大概完了 3 个数目级的提高。

与此同期，平面间串扰也能获取极大阻拦，从而完了超高密度的三维动态全息投影。而况，只使用相位型全息图就能完了动态三维矢量全息投影。

通过将更多深度信息融入到策划全息图中，不错更传神地重构三维图像，改日有望用于立体清楚、投影光刻、光信息存储、光学微操控和生物显微成像等。尤其是用于诬捏或增强施行限制时，不错带来东谈主机交互、互动式训诲和文娱等潜在利用。

日前，干系论文以《Ultrahigh-density 3D holographic projection by scattering-assisted dynamic holography》（）为题发在 Optica 上，YuPanpan 是第一作家，担任通信作家。

图 | 干系论文（来源：Optica）

另据悉，本次接头仅完了了 3D 点云化场景全息再现。该团队的最终探讨是全息投影聚合分散的 3D 物体。聚合分散的三维物体包含的信息相配大，现在的数字全息图样式数有限，重构三维图像的复杂性仍然有限。

投影复杂 3D 场景需要更高像素划分率的全息图。另外，当图像越复杂的时辰，生周到息图的耗时也就越久，这亦然生成传神三维全息图所靠近的紧要挑战。

因此，他们将设立新的算法来提高高划分率全息图的策划速率，举例深度学习的全息图策划递次。另外，其还假想提高硬件设置、优化散射介质假想，领受 4K 划分率的空间调制器联结特等加工的散射介质，提高 3D 全息投影图像的质料。

参考尊府：

1.Yu, P., Liu, Y., Wang, Z., Liang, J., Liu, X., Li, Y., ... & Gong, L. (2023). Ultrahigh-density 3D holographic projection by scattering-assisted dynamic holography. Optica, 10(4), 481-490.

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