集成成像生成3D计算全息图的新方法

"该文提出了一种基于集成成像生成计算全息图的新方法，主要应用于3D物体的全息图制作。通过微透镜阵列获取微图像阵列，再利用像素提取得到正交投影子图像，结合3D中心切片理论，将2D傅里叶频谱放入相应的3D傅里叶空间，提取相交部分并叠加，形成3D物体的频谱信息。进一步，计算菲涅耳衍射分布，通过全息编码生成菲涅耳计算全息图。这种方法在非相干光环境下也能创建真实3D物体的全息图，简化了系统复杂性，并且算法实现更为简便。" 本文介绍了一种创新的计算全息图生成技术，它基于集成成像原理，特别适用于创建三维物体的全息图像。首先，通过使用微透镜阵列，可以捕捉到一系列微图像，这些微图像包含了3D物体的信息。接下来，通过像素级别的操作，从这些微图像中提取出正交投影子图像。这是关键步骤，因为正交投影能够从不同角度捕获物体的信息，这对于重建3D全息图像至关重要。 然后，利用3D中心切片理论，将每个正交投影子图像的二维傅里叶变换放置到对应的三维傅里叶空间中。在傅里叶空间中，这些变换的相交部分包含了物体的频谱信息，当它们被叠加在一起时，可以得到3D物体在透镜后焦面的完整频谱分布。 接下来，计算在特定传播距离下的菲涅耳衍射分布。菲涅耳衍射是光学中的一个重要概念，它描述了光线经过一个障碍物或孔径后的扩散情况。在这个过程中，计算出的菲涅耳分布可以用来模拟光的传播，从而在全息图再现时重现3D物体的立体效果。 最后，通过全息编码技术，将上述计算得到的菲涅耳分布转化为计算全息图。全息编码是一种数学技巧，能够将光场信息编码为二维的全息图，便于存储和再现。这种方法的一个显著优点是在非相干光源下依然有效，这扩大了它的应用范围。 实验结果显示，该方法可以在不同的再现距离下成功地再现3D物体，验证了其可行性。由于减少了系统的复杂性，并且算法实现更简单，这种方法对于全息技术的发展具有重要意义，特别是在3D显示、虚拟现实和光学信息处理等领域具有广阔的应用前景。