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、電子和計算機等各項技術的進步以及新算法的不斷提出，計算全息技術飛速發(fā)展。由于現(xiàn)有液晶空間光調制器對于純相位全息圖具有更高的調制能力與衍射效率，純相位全息圖優(yōu)化算法一直以來都是研究熱點。目前，各種傳統(tǒng)方法可以滿足不同的計算耗時與重建質量要求，而深度學習、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時、廣視場、高質量全息三維顯示的早日實現(xiàn)。不同于傳統(tǒng)的全息成像技術，在計算機生成全息圖領域，液晶空間光調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。[attachment=131157]

過去的幾十年間,計算機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行光學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全息圖的近似出發(fā),經過一系列的重復操作不斷優(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。由于較低的計算負荷,非迭代算法更符合實時全息顯示的要求,而代價是這類方法的重建質量不如迭代算法；其他方法種類繁多,各有特點。
◀ 純相位全息圖生成算法介紹 ▶