打破全息术的障碍：革命性的超材料扩展了光谱的可能性

打破全息术的障碍：革命性的超材料扩展了光谱的可能性研究人员开发了一种在可见光和紫外光谱区域生成元全息图的方法，克服了先前的限制。他们还设计了一种方法，利用偏振特性和液晶，将两个不同的全息相位分布编码到单个超表面上，从而在安全技术中产生潜在的应用。图片来源：纳米视野尽管如此，值得注意的是，超表面具有固有的局限性，例如其存储信息的能力有限以及仅在可见光谱内生成全息图的能力。由浦项科技大学（POSTECH）机械工程系和化学工程系的JunsukRho教授以及机械工程系的JoohoonKim组成的研究小组已经实现了适用于这两种材料的元全息图的生成。可见光和紫外光谱区。（左）当不施加电场时，液晶单元线性排列，导致光线顺时针旋转。相反，当施加电场时，液晶单元的排列变得非线性，导致光沿不同方向旋转。（右）新方法通过设计对光的方向做出响应来促进生成两个不同的全息图。图片来源：浦项科技大学该研究成果发表在国际知名期刊《NanoscaleHorizons》的封面内页上。全息图生成仅限于可见光谱范围，主要归因于大多数物体在紫外线范围内表现出的光吸收。然而，研究团队通过在超表面中加入一层特殊配方的气体成分薄层，有效地解决了这一挑战，从而在可见光和紫外线区域内实现了全息传输效率的显着提高。此外，该团队还完成了将两个不同的全息相位分布编码到单个超表面上。光的偏振特性控制其在空间中的传播。利用这种现象，该团队的方法能够为顺时针圆偏振光和逆时针圆偏振光提供全息信息，有效地将编码到超表面上的信息量增加一倍。为了便于实际实施，该团队采用了液晶（手机和液晶显示器中常用的组件），可以方便地操纵光的旋转方向。实验结果表明，在没有电场的情况下，光呈现顺时针旋转，从而产生A型全息图。相反，施加电场会引起不同的光旋转方向，从而生成B型全息图。本质上，研究团队设计了一种能够根据电场存在与否呈现不同全息图的设备。领导这项研究的JunsukRho教授强调了这一突破，他评论道：“这项研究的意义重大，因为它克服了仅适用于可见光区域的元全息图的局限性，并且我们已经实现了在两种情况下同时生成元全息图。”可见光和紫外光域。”他补充说：“这种提出的超表面在防伪措施、身份识别和护照等安全技术方面具有广阔的应用前景。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366981.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366981.htm

全息图技术迎来突破 - 深度学习用二维照片生成三维图像

全息图技术迎来突破-深度学习用二维照片生成三维图像研究人员提出了一种利用深度学习从二维彩色图像创建三维全息图的新方法。全息图提供了物体的三维（3D）视图，其细节程度是二维（2D）图像无法比拟的。三维物体逼真、身临其境的显示效果使全息图在医疗成像、制造和虚拟现实等各个领域都具有难以置信的价值。传统的全息技术需要记录物体的三维数据及其与光的相互作用，这一过程需要很高的计算能力，并需要使用专门的相机来捕捉三维图像。这种复杂性限制了全息图的广泛应用。近来，许多用于生成全息图的深度学习方法也被提出。它们可以直接从使用RGB-D相机捕获的三维数据中生成全息图，该相机可以捕获物体的颜色和深度信息。这种方法规避了与传统方法相关的许多计算挑战，是一种更容易生成全息图的方法。用新方法革新全息技术现在，千叶大学研究生院工程学研究科的下场友吉教授领导的研究团队提出了一种基于深度学习的新方法，它可以直接从使用普通相机捕捉的常规2D彩色图像生成3D图像，从而进一步简化全息图生成过程。千叶大学工程学研究生院的石井义之和伊藤友义也参与了这项研究，研究成果最近发表在《工程学中的光学与激光》（OpticsandLasersinEngineering）杂志上。下场教授在解释这项研究背后的原因时说："在实现全息显示的过程中存在几个问题，包括三维数据的获取、全息图的计算成本，以及如何转换全息图像以符合全息显示设备的特性。我们之所以开展这项研究，是因为我们相信深度学习近年来发展迅速，有可能解决这些问题。"三阶段深度学习过程所提出的方法采用了三个深度神经网络（DNN），将常规的二维彩色图像转换成可用于将三维场景或物体显示为全息图的数据。第一个DNN使用普通相机拍摄的彩色图像作为输入，然后预测相关的深度图，提供有关图像三维结构的信息。然后，第二个DNN利用第一个DNN创建的原始RGB图像和深度图生成全息图。最后，第三个DNN会完善第二个DNN生成的全息图，使其适合在不同设备上显示。研究人员发现，所提出的方法处理数据和生成全息图所需的时间优于最先进的图形处理单元。"我们的方法另一个值得注意的优点是，最终全息图的再现图像可以代表自然的三维再现图像。此外，由于在全息图生成过程中不使用深度信息，因此这种方法成本低廉，而且在训练后不需要RGB-D摄像机等三维成像设备，"下场教授在进一步讨论结果时补充道。未来应用和结论在不久的将来，这种方法可能会应用于平视显示器和头戴式显示器，以生成高保真三维显示器。同样，它还能彻底改变车载全息平视显示器的生成，使其能够以三维方式向乘客展示有关人员、道路和标志的必要信息。因此，所提出的方法有望为促进无处不在的全息技术的发展铺平道路。为研究团队取得的这一杰出成就点赞！...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391389.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391389.htm

研究人员找到将VR头盔缩小到普通眼镜大小的方法

研究人员找到将VR头盔缩小到普通眼镜大小的方法来自斯坦福大学和Nvidia的研究人员已经合作，帮助开发了看起来更像普通眼镜的VR眼镜。好吧，由于从两只眼睛延伸出来的丝带，它们看起来相当愚蠢，但它们比今天常见的类似护目镜的虚拟现实头盔要平坦和紧凑得多。"然而，广泛采用VR技术的一个主要障碍是现有VR显示器的笨重外形以及与此相关的不适感，"发表在Siggraph2022上的研究论文说。这些恰如其分的"全息眼镜"可以使用厚度仅为2.5毫米的光学器件提供全色的3D全息图像。与传统的VR头盔的工作方式相比，即一个镜头将一个较小的显示屏放大到离它一定的距离，将所有先决条件的部件缩小到这么小的尺寸是VR的一个相当了不起的进步。——

克服两个长期存在的瓶颈 新进展为更真实的3D全息图铺平道路

克服两个长期存在的瓶颈新进展为更真实的3D全息图铺平道路"三维全息图可以呈现具有连续和精细特征的真实三维场景，"领导中国科技大学研究团队的龚磊说。"对于虚拟现实，我们的方法可以与基于头盔的全息显示器一起使用，以大大改善视角，这将增强3D观看体验。它还可以在不需要头盔的情况下提供更好的3D视觉效果"。创建一个逼真的全息显示器需要将高分辨率的图像投射到紧密排列的多层上，这个过程产生了高深度的分辨率，这对于提供全息图看起来是三维的必要深度感知是至关重要的。新的三维散射辅助动态全息方法通过将高分辨率的图像投射到间隔紧密的平面上（a）来创建数字全息图，实现了比传统全息技术更真实的表现（b）。资料来源：中国科学技术大学，龚磊在Optica出版集团的高影响力研究杂志《Optica》上，龚磊的团队和新加坡国立大学邱成伟的研究团队描述了他们的新方法，称为三维散射辅助动态全息技术（3D-SDH）。他们表明，它可以实现比最先进的多平面全息投影方法大三个数量级以上的深度分辨率。"我们的新方法克服了当前数字全息技术中长期存在的两个瓶颈--低轴向分辨率和高平面间串扰--它们阻碍了全息图的精细深度控制，从而限制了三维显示的质量，"龚说。"我们的方法还可以通过允许在全息图中加密更多的数据来改进基于全息图的光学加密。"创建动态全息投影通常涉及使用空间光调制器（SLM）来调制光束的强度和/或相位。然而，今天的全息图在质量上是有限的，因为目前的SLM技术只允许将一些低分辨率的图像投射到具有低深度分辨率的独立平面。为了克服这个问题，研究人员将一个SLM与一个扩散器结合起来，使多个图像平面以更小的数量分开，而不受SLM特性的限制。通过抑制平面之间的串扰，利用光的散射和波前整形，这个装置可以实现超高密度的三维全息投影。研究人员用他们的新方法模拟了火箭的全息表现[图示为（a），点云模型为（b）]。由基于随机矢量的计算机生成全息（RV-CGH）方法投影的三维火箭的体积渲染图像显示在（c）中，使用的是单个1000×1000像素的全息图。三维投影由32幅图像表示，深度间隔为3.75毫米。3D-SDH投影的物体的体积渲染图像显示在（d）中。125个均匀距离为0.96毫米的图像平面同时从一个1000×1000像素的全息图上投影出来。(e-g)中显示了具有不同视角的模拟三维火箭的体积渲染图像。为了测试这种新方法，研究人员首先用模拟显示，它可以产生每个平面之间深度间隔更小的三维重建。例如，他们能够在一张1000×1000像素的全息图中以0.96毫米的深度间隔投射出125个连续图像平面的三维火箭模型，而使用最近开发的另一种被称为基于随机矢量的计算机生成全息术的方法，则有32个图像平面，深度间隔为3.75毫米。为了在实验中验证这一概念，他们建立了一个3D-SDH原型投影仪来创建动态3D投影，并将其与传统的最先进的3D菲涅尔计算机生成全息术设置进行了比较。他们表明，3D-SDH在轴向分辨率上比传统的对应设备提高了三个数量级以上。研究人员展示的3D全息图都是点云式3D图像，这意味着它们不能呈现3D物体的实体。最终，研究人员希望能够用全息图投射出三维物体的集合，这将需要更高像素的全息图和新算法。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353583.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353583.htm

Google开始在真实办公场景下测试Starline全息光场视频聊天

Google开始在真实办公场景下测试Starline全息光场视频聊天作为Google的一项实验性技术，Starline项目采用了全息光场显示器方案，以实现和远方同事的“面对面”视频聊天。据悉，Google在去年的I/O开发者大会上，宣布了使用巨大光场显示器和一系列摄像头的系统方案。不过从今年开始，Starline正在走出该公司的办公室，并投放到了某些公司的真实场景中展开测试。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1326179.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1326179.htm

研究人员创造新型铌酸锂-氮化硅激光器

研究人员创造新型铌酸锂-氮化硅激光器铌酸锂是一种经常被用于光学调制器的材料，用于调节通过设备传输的光的频率或强度。因其管理大量光功率的能力和高"波克尔斯系数"而受到高度重视。这使得该材料在被施加电场时能够改变其光学特性。研究人员通过将铌酸锂与氮化硅相结合实现了他们的突破，这使他们能够生产一种新型的混合集成可调谐激光器。为此，该团队在EPFL制造了基于氮化硅的光的集成电路（"光子集成电路"），然后在IBM将其与铌酸锂晶圆粘合在一起。该研究中开发的芯片。资料来源：GrigoriiLikhachev(EPFL)这种方法产生了一种具有低频率噪声（衡量激光器频率稳定程度的标准）的激光器，同时具有快速的波长调谐功能--这对于用于光探测和测距（LiDAR）应用的激光器来说都是很好的品质。然后，他们进行了一个光学测距实验，用该激光器高精度地测量距离。除了集成激光器，该混合平台还有可能实现用于电信的集成收发器以及用于量子计算的微波-光学传感器。领导该项目的EPFL方面的TobiasJ.Kippenberg教授说："这项成果的显著之处在于，该激光器同时提供了低相位噪声和每秒百万赫兹的快速调谐，这是以前从未用这种芯片级集成激光器实现的。"这项研究得到了地平线2020框架计划、瑞士国家科学基金会和空军科学研究办公室的资助。芯片样品是在EPFL的微纳技术中心（CMi）和IBM研究院的Binnig和Rohrer纳米技术中心（BRNC）制作的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1356589.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1356589.htm