
【計】 computer-generated hologram
adding machine; calculating machine; calculator
【計】 brain unit; computer; computing machinery; computor; FONTAC; ILLIAC IV
【經】 calculating machine
bring; come into being; engender; produce; result; give birth to
【化】 creation; yield
【醫】 production
【經】 accrue
【計】 hologram
【化】 hologram
計算機産生的全息圖(Computer-Generated Hologram, CGH)指完全通過計算機算法設計、模拟和編碼生成的全息圖,無需實物對象或實際光學幹涉記錄過程。其核心原理是利用計算機模拟物體光波的物理特性(如振幅和相位),計算出該光波與參考光波幹涉形成的圖案,最終将數字化的幹涉圖輸出到空間光調制器(SLM)或光刻設備上制成實體全息圖。與傳統光學全息術相比,CGH具有以下特點:
虛拟對象生成
可直接對虛構或數字模型(如CAD設計、模拟數據)生成全息圖,無需物理實體存在。例如,在航空航天領域用于模拟未制造零件的三維檢測。
相位調控精度高
通過算法精确控制光波的相位分布,實現複雜波前調制。應用于光學鑷子操控微粒和AR/VR近眼顯示中的動态聚焦。
抗幹擾性強
生成過程不受環境振動、光源穩定性等物理限制,適用于工業線上檢測等高噪聲場景。
技術原理
計算機産生的全息圖基于标量衍射理論(如角譜法或菲涅爾衍射),通過離散采樣計算物光波複振幅分布:
$$ U_o(x,y) = A(x,y)e^{iphi(x,y)} $$
其中 (A) 為振幅,(phi) 為相位。計算機将 (U_o) 與參考光 (U_r) 的幹涉強度分布編碼為像素化圖案,輸出至相位型或振幅型空間光調制器重構光場。
權威參考來源
計算機産生的全息圖(Computer-Generated Hologram, CGH)是一種通過計算機算法生成的全息圖像技術,能夠實現三維物體的數字化建模與投影。以下是其核心要點:
如需進一步了解技術細節或曆史發展,可參考、5、7、13等來源。
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