
【计】 computer-generated hologram
adding machine; calculating machine; calculator
【计】 brain unit; computer; computing machinery; computor; FONTAC; ILLIAC IV
【经】 calculating machine
bring; come into being; engender; produce; result; give birth to
【化】 creation; yield
【医】 production
【经】 accrue
【计】 hologram
【化】 hologram
计算机产生的全息图(Computer-Generated Hologram, CGH)指完全通过计算机算法设计、模拟和编码生成的全息图,无需实物对象或实际光学干涉记录过程。其核心原理是利用计算机模拟物体光波的物理特性(如振幅和相位),计算出该光波与参考光波干涉形成的图案,最终将数字化的干涉图输出到空间光调制器(SLM)或光刻设备上制成实体全息图。与传统光学全息术相比,CGH具有以下特点:
虚拟对象生成
可直接对虚构或数字模型(如CAD设计、模拟数据)生成全息图,无需物理实体存在。例如,在航空航天领域用于模拟未制造零件的三维检测。
相位调控精度高
通过算法精确控制光波的相位分布,实现复杂波前调制。应用于光学镊子操控微粒和AR/VR近眼显示中的动态聚焦。
抗干扰性强
生成过程不受环境振动、光源稳定性等物理限制,适用于工业在线检测等高噪声场景。
技术原理
计算机产生的全息图基于标量衍射理论(如角谱法或菲涅尔衍射),通过离散采样计算物光波复振幅分布:
$$ U_o(x,y) = A(x,y)e^{iphi(x,y)} $$
其中 (A) 为振幅,(phi) 为相位。计算机将 (U_o) 与参考光 (U_r) 的干涉强度分布编码为像素化图案,输出至相位型或振幅型空间光调制器重构光场。
权威参考来源
计算机产生的全息图(Computer-Generated Hologram, CGH)是一种通过计算机算法生成的全息图像技术,能够实现三维物体的数字化建模与投影。以下是其核心要点:
如需进一步了解技术细节或历史发展,可参考、5、7、13等来源。
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