연구원들은 현재 디지털 홀로그램 기술의 두 가지 병목 현상을 극복합니다.

연구원들은 역동적인 초고밀도 3D 홀로그램 프로젝션을 만드는 새로운 방법을 개발했습니다. 3D 이미지에 더 많은 세부 사항을 포함함으로써 이러한 유형의 홀로그램은 가상 현실 및 기타 응용 프로그램에서 사용할 수 있도록 우리 주변 세계를 사실적으로 표현할 수 있습니다.

“3D 홀로그램은 연속적이고 미세한 특징으로 실제 3D 장면을 나타낼 수 있습니다. “가상 현실의 경우, 우리의 방법을 헤드셋 기반 홀로그램 디스플레이와 함께 사용하여 시야각을 크게 개선하여 3D 보기 경험을 향상시킬 수 있습니다. 또한 헤드셋 없이도 더 나은 3D 비주얼을 제공할 수 있습니다.”

3D 개체의 사실적인 홀로그램 디스플레이를 생성하려면 높은 픽셀 해상도로 이미지를 밀접하게 배치된 많은 연속 평면 또는 레이어에 투사해야 합니다. 이렇게 하면 홀로그램을 3차원으로 보이게 만드는 깊이 신호를 제공하는 데 중요한 높은 깊이 해상도가 달성됩니다.

~ 안에 광학, Optica Publishing Group의 고충격 연구 저널인 싱가포르 국립 대학의 Gong 팀과 Chengwei Qiu 연구팀은 3차원 산란 지원 동적 홀로그래피(3D-SDH)라고 하는 새로운 접근 방식을 설명합니다. 그들은 다중 평면 홀로그램 프로젝션을 위한 최신 방법보다 3배 이상의 깊이 분해능을 달성할 수 있음을 보여줍니다.

“우리의 새로운 방법은 홀로그램의 미세한 깊이 제어를 방지하여 3D 디스플레이의 품질을 제한하는 현재 디지털 홀로그램 기술의 두 가지 오랜 병목 현상인 낮은 축 해상도와 높은 면간 누화를 극복합니다.”라고 Gong은 말했습니다. “또한 우리의 접근 방식은 홀로그램에서 더 많은 데이터를 암호화할 수 있도록 함으로써 홀로그래피 기반 광 암호화를 개선할 수 있습니다.”

보다 세밀한 홀로그램 제작

동적 홀로그램 프로젝션을 만들려면 일반적으로 SLM(공간 광 변조기)을 사용하여 광선의 강도 및/또는 위상을 변조합니다. 그러나 오늘날의 홀로그램은 현재의 SLM 기술이 깊이 해상도가 낮은 별도의 평면에 몇 개의 저해상도 이미지만 투사할 수 있기 때문에 품질 면에서 제한적입니다.

이 문제를 극복하기 위해 연구원들은 SLM의 특성에 의해 제약을 받지 않고 훨씬 적은 양으로 여러 이미지 평면을 분리할 수 있는 디퓨저와 SLM을 결합했습니다. 또한 평면 사이의 누화를 억제하고 빛의 산란 및 파면 형성을 활용함으로써 이 설정은 초고밀도 3D 홀로그램 프로젝션을 가능하게 합니다.

새로운 방법을 테스트하기 위해 연구원들은 먼저 시뮬레이션을 사용하여 각 평면 사이의 깊이 간격이 훨씬 더 작은 3D 재구성을 생성할 수 있음을 보여주었습니다. 예를 들어, 단일 1000×1000픽셀 홀로그램에 0.96mm 깊이 간격으로 125개의 연속 이미지 평면이 있는 3D 로켓 모델을 투사할 수 있었습니다. 랜덤 벡터 기반 컴퓨터 생성 홀로그래피로 알려진 접근 방식입니다.

개념을 실험적으로 검증하기 위해 그들은 프로토타입 3D-SDH 프로젝터를 제작하여 동적 3D 프로젝션을 생성하고 이를 3D 프레넬 컴퓨터 생성 홀로그래피를 위한 기존의 최첨단 설정과 비교했습니다. 그들은 3D-SDH가 기존 제품에 비해 100배 이상의 축 해상도 향상을 달성했음을 보여주었습니다.

연구원들이 시연한 3D 홀로그램은 모두 포인트 클라우드 3D 이미지로, 3D 물체의 단단한 몸체를 나타낼 수 없습니다. 궁극적으로 연구원들은 홀로그램으로 3D 개체 모음을 투사할 수 있기를 원하며, 이를 위해서는 더 높은 픽셀 수의 홀로그램과 새로운 알고리즘이 필요합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/04/230406114000.htm