【光電前沿】全息3D顯示實現突破

局部放大圖像顯示了彩色液晶光柵的具體結構

    全息顯示技術為真正的3D顯示提供了終極解決方案，在增強現實和虛擬現實方面具有巨大潛力。全息三維顯示在從醫(yī)療到軍事等眾多應用領域都非常受歡迎。然而，由于現有技術的限制，要同時實現大視角和高保真色彩重建是挑戰(zhàn)性的。全息3D顯示器的顏色和視角主要取決于激光的波長和當前空間光調制器的像素尺寸。傳統(tǒng)系統(tǒng)中不可避免的色差和窄視角嚴重影響了全息顯示效果，阻礙了全息三維顯示在許多領域的應用。

    北京航空航天大學王瓊華教授領導的團隊在《Light: Science & Applications 》上發(fā)表的一篇新論文中，報道了一種基于彩色液晶光柵的大視角3D顯示系統(tǒng)。他們開發(fā)的系統(tǒng)顯示50.12°的彩色視角，是使用單一空間光調制器的傳統(tǒng)系統(tǒng)的 7 倍。

    研究人員利用一種特殊設計的彩色液晶光柵，對入射的RGB光具有相同的衍射角，通過二次衍射來放大視角。彩色液晶光柵在一個液晶單元中具有三個不同間距區(qū)域，分別對應于不同波長的入射光。

    此外，研究團隊提出了一種無色差全息圖生成方法，與彩色液晶光柵相配合，實現大視角彩色顯示。使用這一新系統(tǒng)，可以在沒有色差的情況下生動地重建3D彩色物體，并可以從大視角觀看。

    該系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)全息3D顯示系統(tǒng)視角小、色差嚴重的問題，在醫(yī)療、工業(yè)等領域具有良好的顯示效果和廣闊的應用前景。