我国学者研制超大视场动态全息投影新系统
动态全息显示的视场角扩展到约160°×160°
(映维网Nweon 2026年05月11日)暨南大学、中国科学技术大学和安徽大学团队提出了一种“像素插值辅助的动态全息超投影仪”,成功将动态全息显示的视场角扩展到约160°×160°,刷新率达到60赫兹,超过了人眼的时间分辨率阈值。

由于能够重建完整的光场信息,全息显示技术是虚拟现实和增强现实的理想方案之一。然而,传统空间光调制器的像素尺寸较大,导致衍射角度受限,使得全息图的视场角通常较为狭窄。
在过去,动态全息显示的最大全屏视场角约为70°×70°,难以满足高分辨率、大尺寸三维显示的需求。
为了突破这一瓶颈,暨南大学、中国科学技术大学和安徽大学的研究团队将传统空间光调制器与超表面技术相结合。他们在一个空间光调制器的每个微米级像素内部,集成了多个亚波长尺寸的超表面像素。空间光调制器提供动态可编程的相位调制,而静态超表面则利用其亚波长结构实现大角度衍射。
两者结合后,相当于对相位分布进行了“像素插值”,这既保留了动态调控能力,又获得了亚波长级别的有效像素尺寸。
针对超大视场下必然会出现的图像畸变问题,研究团队在空间频率域中引入了一套坐标变换和亮度校正方法,提前对目标图像进行畸变预补偿。实验结果显示,系统可以在8.39毫米的投影距离重建出约91毫米×88毫米大小的清晰图像,实际测得的视场角达到约159°×159°,接近所设计超表面的理论扩展极限。

在动态演示方面,研究人员以60赫兹的帧率播放了一段海豚游动的全息视频,并能够任意切换不同的图像内容。相比之下,如果不使用超表面,仅依靠空间光调制器自身,在相同条件下只能实现约22°×22°的视场角。
研究团队同时测试了系统对光学对准误差的容忍度。结果表明,即便压缩后的空间光调制器相位与超表面之间存在数百微米的横向偏移,重建图像虽会被裁剪但仍保持结构完整。
当然,所述系统目前只是支持绿光波段。未来,团队希望通过改进超表面设计以校正色差,并利用空间光调制器的多色模式,最终实现彩色大视场动态全息显示。

