Computer-generated holograms for 3D display（ Invited Paper）

We have been studying various types of computer-generated holograms for three-dimensional （3D） displays both for a real-time holographic video display and a hard copy, or a printed hologram. For the hard copy output, we have developed a direct fringe printer, which is achieved to print over 100 gigapixels computer-generated hologram with 0.44μm pitch. In this paper, we introduce our recent progresses on the rainbow hologram, the cylindrical holograms, and the disk hologram for 3D display.     

Computational approaches for fast generation of digital 3D video holograms （Invited Paper）

Several approaches for fast generation of digital holograms of a three-dimensional （3D） object have been discussed. Among them, the novel look-up table （N-LUT） method is analyzed to dramatically reduce the number of pre-calculated fringe patterns required for computation of digital holograms of a 3D object by employing a new concept of principal fringe patterns, so that problems of computational complexity and huge memory size of the conventional ray-tracing and look-up table methods have been considerably alleviated. Meanwhile, as the 3D video images have a lot of temporally or spatially redundant data in their inter- and intra-frames, computation time of the 3D video holograms could be also reduced just by removing these redundant data. Thus, a couple of computational methods for generation of 3D video holograms by combined use of the N-LUT method and data compression algorithms are also presented and discussed. Some experimental results finally reveal that by using this approach a great reduction of computation time of 3D video holograms could be achieved.     

平面三维显示技术的研究现状

平面三维显示技术是近年来最新出现的虚拟现实显示技术,其最大的特点是观察者无需使用任何辅助附加设备,直接用肉眼就可看到屏幕上显示的三维图像。为推进三维显示技术的发展,进一步研究了视差立体成像原理,并据此介绍几种平面三维显示方法及其工作原理,包括障栅立体显示、微柱透镜阵列立体显示、偏振片立体显示和基于微柱透镜立体显示原理的多视点系统,阐述并分析了系统的优缺点。以日本三洋公司的四视角立体显示装置、南京大学的多视点三维显示系统和NEC液晶科技的HDDP三维显示系统为例,描述了国内外该项技术近期的研究现状,分析了存在的技术难点,展望了该应用领域的发展前景。     

彩色光谱三维属性加密技术的研究

在大量的彩色图像处理工作中,已研究和发展了许多方法和技术对光谱颜色进行定量的控制、变换。无论失真彩色复现,还是假彩色合成,均能做到颜色的定量描述。本论文阐述用彩色光谱的三维属性进行编码演算,在浩瀚的颜色空间中进行线性和非线性的颜色参量映射变换,形成难以辨认和难以破解的密码图,对文本、图像的传递实现加密,是一个创新的技术。     

GaN/AlGaN双带红外探测及光子频率上转换研究

研究了GaN/AlGaN异质结构中的双带（中、远）红外探测及光子频率上转换特性.通过光致发光光谱确认GaN/AlGaN探测器结构中AlGaN本征层的Al组分,讨论了不同Al组分GaN/AlGaN异质结的导带带阶界面功函数差.在拟合单周期GaN/AlGaN探测器中红外和远红外波段响应谱的基础上,研究多周期GaN/AlGaN探测器与GaN/AlGaN发光二极管集成结构的中红外和远红外光子频率上转换效率与GaN发射层厚度、AlGaN本征层厚度、紫光光子出射效率、内量子效率、空间频率和发射层掺杂浓度间的关系,优化 关键词： 双带红外探测 光子频率上转换 响应谱 GaN/AlGaN     

数值求解三维含时Schr?dinger方程及其应用

发展了一套高精度、高效率的伪谱方法,以非微扰的方式求解真实原子三维含时Schrdinger方程.该方法选用二阶劈裂算符作为时间演化算子,分别选择能谱表象和坐标表象作为含时波函数演化的两个表象.在坐标表象下波函数的径向部分使用库仑波函数离散变量表象来离散;角向波函数展开在两维的Gauss-Legendre-Fourier格点上.以H原子的光激发和光电离过程为例,进行了数值计算并和解析解进行了比对.结果表明二者符合很好.该方法很好地处理了库仑奇点问题.还计算了强激光辐照H原子的多光子电离过程,并和其他的数值方案进行了比较.结果表明,在计算收敛的前提下本方法计算效率更高. 关键词： 三维含时Schrdinger方程 库仑奇点 强场 含时波包传播     

大口径元件面形对离散支撑的频域响应特性

 针对口径为600 mm的薄型镜面在多点支撑情况下,分析了不同支撑方案的元件面形在频率域的响应特性,建立了离散支撑单元的1维梁模型,讨论了峰谷值、均方根值分别作为支撑方案优化目标函数的可行性,计算结果说明峰谷值、均方根值均不能正确评价面形在频率域的响应。分析了支撑单元的间距和大小对频率域的响应特性。根据计算结果,给出了理想支撑方案：中心支撑单元直径10 mm,外侧支撑单元直径10 mm,支撑单元间距125 mm。     

基于SfS的3D视觉测量研究

提出了一种将Shape from Silhouette(SfS)技术应用在三坐标机上的新方法,即用摄像机获取图像,用三坐标机作移动平台,构建视觉测量系统,应用SfS技术对物体进行三维测量。该视觉测量系统扩展了坐标机功能,扩大了其应用范围。实验结果表明,该视觉测量系统具有SfS技术和坐标机两者的优点,重构物体三维模型的过程简单快捷,精度高于0.4mm,其结果可作为坐标机智能测量的基础,是一种非常实用的方法。     

三维超分辨光瞳滤波器的优化设计

利用matlab优化工具箱,采用非线性规划,对三区振幅型(透过率为1-0-1)和三区位相型(相位角为π-0-π)光瞳滤波器进行三维超分辨优化设计,建立了优化模型,经计算机多次迭代运算,改变斯特尔比s值,给出了优化结果.结果显示:所设计的滤波器较好地实现了横向和轴向三维超分辨,且轴向超分辨能力优于横向;相同斯特尔比下,位相型三维超分辨能力优于振幅型,并且这两种滤波器结构简单,容易实现.     

体全息成像系统的深度分辨率特性分析

通过分析探测点光源在x、y、z轴偏移时的衍射光场分布,研究了以球面参考光和平面物光波记录的体全息透镜系统的成像特性.结果表明:探测点光源在z轴偏移,引起衍射场的显著变化,并且衍射成像光场分布不再为理想成像点,而是在成像面上呈现扩展分布,成像质量明显下降; 探测点光源在x、y轴偏移,衍射场变化不明显,成像质量无显著变化.