研究人員開發(fā)了一種實(shí)現(xiàn)多色全息的新方法，并可用于為AR眼鏡和平視顯示器制作3D顏色顯示器，并且?guī)椭鋽[脫笨重的光學(xué)元件。
美國(guó)杜克大學(xué)的研究人員在《Optica》期刊中描述了他們是如何將多色圖像編碼至2D波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的300×300微米全息圖。當(dāng)紅色，綠色和藍(lán)色光照射光柵耦合器時(shí)，計(jì)算機(jī)生成的全息圖將產(chǎn)生復(fù)雜的多色全息圖像。
研究團(tuán)隊(duì)的Daniel L. Marks表示：“全息圖可以直接浮雕至增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡的鏡片上，直接將圖像投射到眼睛瞳孔，無(wú)需任何笨重的鏡片，分束器或棱鏡。它同時(shí)可用于將智能手機(jī)的3D圖像投影到墻壁或附近表面。”
這種創(chuàng)新的制造方法是在與集成式光子技術(shù)兼容的材料中編碼全息圖。這意味著全息設(shè)備可通過(guò)制造計(jì)算機(jī)芯片相同的制造方法來(lái)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。全息圖產(chǎn)生元件可以集成至同時(shí)容納創(chuàng)建3D圖像所需光源的基于芯片的微型設(shè)備。
新的多色全息技術(shù)基于計(jì)算機(jī)生成的全息圖。與需要物理對(duì)象和激光束來(lái)生成干涉圖案的傳統(tǒng)全息術(shù)不同，計(jì)算機(jī)生成的全息術(shù)是以數(shù)字方式生成全息圖所需的干涉圖案。
計(jì)算機(jī)生成的全息圖可提供高分辨率的3D圖像，但一直難以用多種顏色進(jìn)行創(chuàng)建。通過(guò)制造光柵，以及基于光致抗蝕劑的光敏波導(dǎo)中的二元全息圖，杜克大學(xué)的研究人員克服了這一挑戰(zhàn)。他們開發(fā)了一種將紅色，綠色和藍(lán)色干涉圖案集成到單個(gè)二進(jìn)制全息圖案中的方法。
論文第一作者Zhiqin Huang表示：“制作多色顯示器的一個(gè)難點(diǎn)是，如何將顏色組合起來(lái)，然后精確地將它們分開以生成全彩色圖像。對(duì)于我們的方法，這一切都是在一個(gè)表面上一步完成，無(wú)需任何分束器或棱鏡。這使得它非常適合集成到便攜式設(shè)備中。”
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另一個(gè)重要成就是在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建全息設(shè)備。研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人David R. Smith指出：“試圖創(chuàng)建多色計(jì)算機(jī)生成全息圖的其他人沒(méi)有使用波導(dǎo)，這使得將結(jié)構(gòu)集成到設(shè)備中成為一項(xiàng)挑戰(zhàn)。我們的設(shè)計(jì)提供了更簡(jiǎn)單，更靈活的集成，其外形尺寸足夠小，可用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和其他顯示器。”
研究人員利用最新的全息方法編碼蘋果，花和鳥等靜態(tài)多色全息圖的干涉圖案。得到的全息圖像與理論預(yù)測(cè)完全匹配。盡管為演示制作的全息圖非常小，但研究人員表示，技術(shù)可以輕松擴(kuò)展以實(shí)現(xiàn)更大的顯示器。他們同時(shí)認(rèn)為，這一方法可以與現(xiàn)有技術(shù)相結(jié)合（與用于開發(fā)液晶顯示器的技術(shù)），從而創(chuàng)建動(dòng)態(tài)圖像。
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