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采用非周期性光子筛的超薄广角大面积数字三维全息显示器

DOI:10.1038/s41467-019-09126-9 期刊:Nature Communications 出版年份:2019 更新时间:2025-11-25 10:30:42
摘要: 全息显示器无需特殊眼镜即可为多位用户提供3D视觉体验。通过精确调控光场,全息显示器能呈现具有完整运动视差和连续深度线索的逼真3D场景。然而受波前调制实际限制,现有全息显示器尚无法生成此类场景——当前波前调制器有限的衍射角与像素数量导致生成的3D场景尺寸小且可视角度窄。我们提出一种平板波前调制器,可显示大尺寸动态全息图像并具备宽视角特性。具体而言,该方案将具有大角度衍射能力的超高容量非周期光子筛与商用液晶显示面板相结合来生成全息图像。除宽视角与大屏幕尺寸外,该波前调制器还支持多色投影且体积小巧,这意味着有望在轻薄设备上实现全息显示功能。
作者: Jongchan Park,KyeoReh Lee,YongKeun Park
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研究概述 实验方案 设备清单

开发一种平面波前调制器,通过将非周期性光子筛与商用液晶面板相结合,实现具有宽视角的大动态全息图像显示。

该平面波前调制器方案通过非周期性光子筛与商用液晶面板的结合,成功生成了大尺寸、宽视角的动态三维全息图像。其实现了约30°的视场角和3.68厘米×2.76厘米的屏幕尺寸,对比度因子达约20万。该系统保持了小型化外形尺寸,并能在无需滤色片的情况下实现多色投影,显示出薄型全息显示器的应用潜力。

光子筛的低透光率(2.2微米针孔为0.16%),需使用高功率激光器。液晶面板有限的填充因子导致非周期性不完整,可能产生克隆图像。有效视角随屏幕距离增加而减小。背景噪声和计算负担随针孔数量增加而上升。

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