1. 全息3D信息計算(computation)
計算機數(shù)字全息(Computed Generated Holograms, CGH)的出現(xiàn)極大地推動了全息計算的發(fā)展,。利用基爾霍夫和菲尼爾衍射理論計算由相位板在特定衍射距離上產(chǎn)生任意圖像,。但是1015b/s 級別(720p video)的數(shù)據(jù)比特率需求讓計算變得龐大且耗時。而這需要更為簡潔的全息計算算法,,并且對應的針對全息計算的特定硬件平臺也非常必要,。
2. 全息信息傳輸(transmission)
因為超大的數(shù)據(jù)傳輸需求,建立有效的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡模型,,無失真的衍射數(shù)據(jù)壓縮算法非常重要,。
3. 全息信息更迭生成(reproduction)
為了生成高質量的全息圖形,以3×1015b/s 比特率為例,,大概需要23萬個4K 空間光調制器(SLM),,15000臺電腦來處理對應的數(shù)據(jù),這些聽起來很荒唐的數(shù)字再一次體現(xiàn)了全息3D顯示的實現(xiàn)難度之大,。全息數(shù)據(jù)生成器件和方法通??煞譃橐韵聨最悾?/span>
- 硅基集成的液晶調制器(liquid crystal on silicon,LCoS SLM):分辨率高,,但液晶的刷新速率低,。
- 微機電系統(tǒng)(MEMS):刷新率快,高集成度,,但目前器件效率低,。德州儀器處于領先地位,其下一代的高效率的相位調制器也正在研發(fā),。
- 研發(fā)可實時刷新的全息材料:比如光折變聚合物,,聲光材料。
相位陣列光子集成芯片:微納尺度的相位陣列由一系列光波導組成并實現(xiàn)晶圓尺寸的大規(guī)模集成,。如圖3,,這些相位陣列通過片上的聲光或熱光調制器來改變其相位,并用光柵耦合出射,。其優(yōu)點是快速,,相位易控制,片上大規(guī)模集成,。缺點是相位分辨率較低,,導致有較大的衍射旁瓣。

目前還沒有哪一個技術可以同時滿足高分辨,,高數(shù)據(jù)量生成且集成度高的需求,。全息仍被認為是實現(xiàn)理想3D 顯示的最終技術。雖然目前還沒有成熟完善的解決方案,,但這無法掩蓋人們?yōu)槠渌龀龅木薮筘暙I,,科學家們正前所未有地將項技術變成現(xiàn)實。
論文信息
Blanche. Light: Advanced Manufacturing (2021)2:28https://doi.org/10.37188/lam.2021.028