純相位全息圖優(yōu)化算法綜述
◀ 背景引入 ▶ 近年來,得益于光學(xué)、電子和計算機(jī)等各項技術(shù)的進(jìn)步以及新算法的不斷提出,計算全息技術(shù)飛速發(fā)展。由于現(xiàn)有液晶空間光調(diào)制器對于純相位全息圖具有更高的調(diào)制能力與衍射效率,純相位全息圖優(yōu)化算法一直以來都是研究熱點(diǎn)。目前,各種傳統(tǒng)方法可以滿足不同的計算耗時與重建質(zhì)量要求,而深度學(xué)習(xí)、維爾丁格流等新方法為純相位全息圖優(yōu)化帶來了新的思路,這些工作都有利于實(shí)時、廣視場、高質(zhì)量全息三維顯示的早日實(shí)現(xiàn)。不同于傳統(tǒng)的全息成像技術(shù),在計算機(jī)生成全息圖領(lǐng)域,液晶空間光調(diào)制器帶來了對波前信息前所未有的靈活控制能力,為計算全息的發(fā)展提供了很大的發(fā)展空間與動力。 ![]() 過去的幾十年間,計算機(jī)生成純相位全息圖算法層出不窮,其核心就是純相位全息圖優(yōu)化問題: 給定一個復(fù)振幅全息圖(Complex-Amplitude Hologram),將其編碼成為一個純相位全息圖(Phase-Only Hologram),使得用該純相位全息圖進(jìn)行光學(xué)重建所得到的圖像要盡可能還原原始圖像。這些方法主要分為3類:迭代方法、非迭代方法與其他方法。迭代算法通常由一個對目標(biāo)全息圖的近似出發(fā),經(jīng)過一系列的重復(fù)操作不斷優(yōu)化這個近似全息圖,直到該近似所得到的重建圖像滿足一定的誤差要求;非迭代算法不需要重復(fù)的大量優(yōu)化計算, 會根據(jù)指定步驟一次性給出近似解。由于較低的計算負(fù)荷,非迭代算法更符合實(shí)時全息顯示的要求,而代價是這類方法的重建質(zhì)量不如迭代算法;其他方法種類繁多,各有特點(diǎn)。 ◀ 純相位全息圖生成算法介紹 ▶ 迭代性算法:Gerchberg-Saxton算法 |