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科普:全息影像的分辨率由什么決定?愛因你詳解手環技
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  • 與傳統(tong)顯示(shi)技術(如屏幕像素密度)不(bu)同,全息影(ying)像的分辨率主要取(qu)決于記(ji)錄和再現過程中干涉(she)條紋的精細程度。這由幾個關鍵(jian)物理參數決定:

    1.記錄介質的(de)空間分辨率:

    *這是最直(zhi)接、最關鍵的(de)因素。記錄介質(zhi)(如全息(xi)干板、光致聚合(he)物、CCD/CMOS傳感(gan)器(qi))必須能分辨出由物光和(he)參考光干涉形成的(de)極(ji)其(qi)細微(wei)、密集的(de)明暗(an)條紋(干涉圖樣)。

    *分辨率(lv)通(tong)常用每毫米(mi)能分辨的(de)線對數(shu)量(liang)(lp/mm)表(biao)示。數(shu)值(zhi)越(yue)(yue)(yue)高,介(jie)質能記(ji)錄的(de)條紋越(yue)(yue)(yue)細密,最終再(zai)現(xian)的(de)全息像包含的(de)細節(jie)就(jiu)越(yue)(yue)(yue)多,分辨率(lv)就(jiu)越(yue)(yue)(yue)高。

    2.光源的波長:

    *使用的(de)激(ji)光(guang)(guang)波長(λ)越(yue)短(如藍(lan)光(guang)(guang)、綠光(guang)(guang)),產生(sheng)的(de)干(gan)涉(she)條紋(wen)(wen)間距越(yue)小(xiao)。這(zhe)意味著(zhu)在(zai)相(xiang)同空(kong)間內(nei)能(neng)容納(na)更多條紋(wen)(wen),從而理論上能(neng)記錄(lu)和再現更高分(fen)辨率(lv)的(de)圖像。

    *波長是基礎物理限制(zhi),決定(ding)了理論上的最小可分辨特(te)征尺寸(約λ/2)。

    3.光源的相干性:

    *高(gao)(gao)相(xiang)干性(單色(se)性好、方向(xiang)性好、相(xiang)位穩定)的激光是產生清晰、高(gao)(gao)對(dui)比(bi)度(du)干涉條紋的必要條件(jian)。相(xiang)干性差會(hui)導致條紋模糊、對(dui)比(bi)度(du)下降(jiang),從而降(jiang)低有效分(fen)辨率。

    4.光學系(xi)統的像差和穩定性:

    *記錄(lu)和再現光(guang)路中的光(guang)學元件(透鏡(jing)、反(fan)射(she)鏡(jing))引入的像差(cha)(球差(cha)、像散(san)等)會扭曲(qu)干涉條紋,降低(di)分辨率(lv)。

    *記錄(lu)過(guo)程中(zhong)系統(tong)的機(ji)械穩(wen)定性至關重(zhong)要。微小的振動(dong)(甚至聲波或(huo)溫度變化)都(dou)會導致條(tiao)紋移動(dong)模糊,嚴重(zhong)損害分(fen)辨(bian)率。

    愛(ai)因你詳解手環技術(shu)參數解析:

    根據(ju)“愛因你詳解手(shou)環(huan)”公開(kai)的技術規格(ge)(假(jia)設典(dian)型(xing)值):

    *激光(guang)器波(bo)(bo)長(chang):532nm(綠(lv)色(se)):這是一個相對較(jiao)短(duan)的可見光(guang)波(bo)(bo)長(chang),有利于實現較(jiao)高的理論分(fen)辨率(相比紅光(guang)如650nm)。

    *空間光調制器像素間距(ju):0.4微米(μm):這是其核(he)心記錄/顯示(shi)元件的關鍵參數。極(ji)小的像素間距(ju)意味(wei)著該(gai)器件能生(sheng)成或(huo)感(gan)知(zhi)非常精細的結構。

    *換算成(cheng)分(fen)辨(bian)率:根據奈奎(kui)斯特采樣定理(li),其(qi)能(neng)有效(xiao)記錄/顯(xian)示的最高空間頻(pin)率約(yue)為`1/(2*像(xiang)素間距)=1/(2*0.0004mm)≈1250lp/mm`。這(zhe)是一個非常(chang)高的空間分(fen)辨(bian)率指(zhi)標,遠超普通相(xiang)機(ji)傳感器(qi)(通常(chang)幾(ji)(ji)十到幾(ji)(ji)百lp/mm),是手環能(neng)實現高清晰度(du)微型全息顯(xian)示的核心硬件基礎。

    *激光(guang)相干性(xing):窄線寬(kuan)單模激光(guang)器:保證了光(guang)源具有優異(yi)的(de)單色性(xing)和空(kong)間(jian)相干性(xing),能產生清晰銳利的(de)干涉條紋。

    *緊(jin)湊穩定(ding)光路設計:作為可穿戴設備,其(qi)內部(bu)光路設計必然高度集成并注重抗(kang)振動穩定(ding)性,以維持記錄/再現時的高分(fen)辨率。

    總結:

    “愛因你詳解(jie)手環(huan)”通過采用短波長(532nm綠光(guang))、配(pei)備具有超(chao)小像素間(jian)距(ju)(0.4μm)的(de)高(gao)(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)空間(jian)光(guang)調制(zhi)器(提供約1250lp/mm的(de)理論極(ji)限(xian))、使(shi)用高(gao)(gao)相干性單(dan)模(mo)激光(guang)器以及(ji)精(jing)密的(de)穩定光(guang)路設計,在極(ji)其緊湊的(de)體積內實現(xian)了遠超(chao)普通顯示技術的(de)超(chao)高(gao)(gao)空間(jian)分(fen)辨(bian)率(lv)。這使(shi)得其能夠記錄和再現(xian)包(bao)含豐富細節(jie)、具有真實深度感的(de)清晰全息影(ying)像。其分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)核心硬件保障(zhang)就是(shi)那個0.4微米的(de)像素間(jian)距(ju)和與之匹配(pei)的(de)精(jing)密光(guang)學系統。

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