Keyao Li 1,2†Yiming Wang 3†Dapu Pi 1Baoli Li 1[ ... ]Min Gu 1
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Photonic Chips, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
2 Centre for Artificial-Intelligence Nanophotonics, School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
3 National Laboratory of Solid State Microstructures, and College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, China
Secret sharing is a promising technology for information encryption by splitting the secret information into different shares. However, the traditional scheme suffers from information leakage in decryption process since the amount of available information channels is limited. Herein, we propose and demonstrate an optical secret sharing framework based on the multi-dimensional multiplexing liquid crystal (LC) holograms. The LC holograms are used as spatially separated shares to carry secret images. The polarization of the incident light and the distance between different shares are served as secret keys, which can significantly improve the information security and capacity. Besides, the decryption condition is also restricted by the applied external voltage due to the variant diffraction efficiency, which further increases the information security. In implementation, an artificial neural network (ANN) model is developed to carefully design the phase distribution of each LC hologram. With the advantage of high security, high capacity and simple configuration, our optical secret sharing framework has great potentials in optical encryption and dynamic holographic display.
holographic encryption optical secret sharing cascaded liquid crystal hologram multi-dimensional multiplexing 
Opto-Electronic Advances
2024, 7(1): 230121
李春琦 1,2,3,4黄启泰 1,2,3,4,*任建锋 1,2,3,4
作者单位
摘要
1 苏州大学光电科学与工程学院,江苏 苏州 215006
2 苏州大学苏州纳米科技协同创新中心,江苏 苏州 215006
3 苏州大学江苏省先进光学制造技术重点实验室,江苏 苏州 215006
4 苏州大学教育部现代光学技术重点实验室,江苏 苏州 215006
利用计算全息图(CGH)能够实现对非球面面形的高精度检测。为了提高CGH的编码效率,提出一种以圆弧为基元对刻线条纹进行分段描述的编码方法,该方法将编码过程分为二值化编码和曲线描述两个步骤。二值化编码采用牛顿迭代法将相位等高分界线离散化;曲线描述结合二分法及残余误差均方根最小准则,利用圆弧对条纹离散点进行编码计算,从而得到刻线条纹。针对一离轴非球面,进行了CGH的设计、编码与制作,在编码精度优于λ/1000的前提下,运算时间仅需3 h,编码文件仅为39 MB,刻蚀时长仅需40 min,证明所提方法相对于传统编码方法能够大幅度提高编码效率,且误差分析表明CGH的波前root-sum square(RSS)误差仅为0.00255λ,证明所提编码方法高效可行。
计算全息图 编码计算 圆弧 刻线条纹 
激光与光电子学进展
2024, 61(8): 0809002
魏平平 1,2韩超 1,2,*
作者单位
摘要
1 安徽工程大学电气工程学院,安徽 芜湖 241000
2 安徽工程大学高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室,安徽 芜湖 241000
以双向误差扩散算法为基础,通过分析图像振幅分布与生成全息图的关系,建立了全息图误差补偿模型,提出了一种新的纯相位全息图生成方法。首先通过误差扩散模型,计算出复振幅全息图与振幅置1的纯相位全息图的误差,通过对该误差进行误差扩散生成新的纯相位全息图。利用新的纯相位全息图与复振幅全息图计算新的误差,进行第二次的误差扩散,得到最终的纯相位全息图。采用定性和定量的指标来评价仿真成像质量,仿真及光学实验结果表明,改进后的方法能够有效提升再现像的质量,为纯相位全息图制作提供一种新的方法。
全息 全息显示 误差扩散 纯相位全息图 
光学学报
2024, 44(8): 0809001
作者单位
摘要
1 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所,河南 洛阳 471009
2 空基信息感知与融合全国重点实验室,河南 洛阳 471009
针对离轴光学系统装调过程中自由度高且互相耦合的问题,提出一种新的离轴自由曲面反射式光学系统装调方法,采用计算全息图(CGH)实现多镜共基准定姿定态,解耦合系统各镜片的装调自由度,显著降低系统装调复杂度;分析CGH用于定姿定态时的定位精度,提高系统装调精度和效率,适应不同构型的离轴光学系统。利用上述方法,完成口径为210 mm、视场为2°×2°的近红外长波红外双波段离轴反射式光学系统装调,全视场波像差RMS小于0.126λλ=632.8 nm),达到设计预期,装配周期短,成像质量优良。
光学设计 计算全息图 离轴三反 自由曲面 
光学学报
2024, 44(3): 0322002
作者单位
摘要
常州工学院光电工程学院,江苏 常州 213032
非球面反射镜通常使用零位补偿器配合干涉仪进行面形检测,因此零位补偿器的加工和装配精度直接决定了检测结果的可靠性。提出一种具备良好通用性的基于计算全息片(CGH)的补偿器误差标定方法。以一块Φ856 mm、f/1.54的双曲面反射镜作为待测非球面镜,首先设计反射式CGH,运用光线追迹法得到CGH的相位函数,使其引入的球差与待测非球面主镜的法线像差相同,再由ZEMAX仿真计算验证该设计的正确性,并根据相位函数加工出主全息。在同一块玻璃基片上设计和加工对准全息带用于标定光路的调整。实验结果表明,所制作的CGH标定零位补偿器的精度达到λ/80。可见对于大口径、快焦比的凹非球面反射镜,所提方法仍然适用,因此可用于指导多数正轴非球面镜的零位补偿器标定。
零位补偿器 干涉检测 计算全息片 相位函数 光线追迹 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0422001
Yubin Fan 1,2,3†Hong Liang 4,5Yuhan Wang 6Shufan Chen 1,2,3[ ... ]Din Ping Tsai 1,2,3,*
Author Affiliations
Abstract
1 City University of Hong Kong, Department of Electrical Engineering, Hong Kong, China
2 City University of Hong Kong, Centre for Biosystems, Neuroscience, and Nanotechnology, Hong Kong, China
3 City University of Hong Kong, The State Key Laboratory of Terahertz and Millimeter Waves, Hong Kong, China
4 The Hong Kong University of Science and Technology, Department of Physics, Hong Kong, China
5 The Hong Kong University of Science and Technology, IAS Center for Quantum Technologies, Hong Kong, China
6 Harbin Institute of Technology (Shenzhen), Ministry of Industry and Information Technology Key Lab of Micro-Nano Optoelectronic Information System, Guangdong Provincial Key Laboratory of Semiconductor Optoelectronic Materials and Intelligent Photonic Systems, Shenzhen, China
7 Pengcheng Laboratory, Shenzhen, China
Quantum technologies rely on creating and manipulating entangled sources, which are essential for quantum information, communication, and imaging. By integrating quantum technologies and all-dielectric metasurfaces, the performance of miniature display devices can be enhanced to a higher level. Miniature display technology, such as virtual reality display, has achieved original commercial success, and was initially applied to immersive games and interactive scenes. While the consumer market has quickly adopted this technology, several areas remain for improvement, including concerns around bulkiness, dual-channel display, and noise reduction. Here, we experimentally realize a quantum meta-hologram concept demonstration of a miniature display. We fabricate an ultracompact meta-hologram based on 1 μm thick titanium dioxide (TiO2). The meta-hologram can be remotely switched with heralding technique and is robust against noise with the quantum entangled source. The platform can alter the miniature display channel by manipulating heralding photons’ polarization, removing speckles and multiple reflective light noise, improving imaging contrast, and potentially decreasing device weight. Imaging contrast increases from 0.36 dB under speckle noise influences to 6.8 dB in quantum correlation imaging. This approach has the potential to miniaturize quantum displays and quantum communication devices.
quantum meta-hologram display metasurface dual channel 
Advanced Photonics Nexus
2024, 3(1): 016011
作者单位
摘要
1 河北工程大学 数理科学与工程学院, 河北 邯郸 056038
2 河北省计算光学成像与光电检测技术创新中心, 河北 邯郸 056038
数字全息成像是一种获得三维物体的波前信息的关键技术, 获得高质量的全息图是其首要条件, 由于受到图像传感器的约束及实验环境的影响, 所获得的数字全息图带有散斑噪声及分辨率低等问题。为了克服这一约束, 采用了一种基于深度学习的方法来提高全息图质量、图像分辨率及条纹信噪比。结果表明, 所研究算法可以应用于采集的多尺度全息图, 而且获得的高质量全息图重建效果更好, 减少散斑噪声影响, 并比较了三种损失函数在该网络训练中的性能。
全息 数字全息图 超分辨 深度学习 多尺度特征融合 holography the digital hologram super resolution deep learning characteristics of the fusion 
光学技术
2023, 49(4): 407
胡驰 1孙国斌 1蒋世磊 1周艳 1[ ... ]张锦 1,*
作者单位
摘要
1 西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
2 电磁空间安全全国重点实验室,天津 300308
在多平面全息图的设计过程中,为了减小各平面之间的相互串扰,本文提出了一种改进的加权迭代多平面全息图生成方法,使用权值约束来减少各平面之间的相互影响,从而提高多平面全息显示的质量。通过对全息图的约束控制,可以使各平面的目标强度分布更均匀,并且在不降低计算速度的前提下,该方法相比于未进行约束控制时相当或具有更高的重建质量。为了验证结果,使用了相同和不同的目标图像,对6个离散平面的多平面全息图进行了数值模拟与实验验证。本文为高质量的多平面全息显示提供了一种新方法。
计算全息 多平面全息 三维显示 加权迭代 全息显示 
光学学报
2023, 43(23): 2309001
胡晨 1,3魏朝阳 1,3,*万嵩林 1江国昌 1[ ... ]邵建达 1,2,3,**
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心,上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光材料重点实验室,上海 201800
3 中国科学院大学材料科学与光电子工程中心,北京 100049
随着激光脉冲宽度极限的不断突破以及峰值功率的不断提高,脉宽压缩光栅的尺寸需要进一步增大。但反射式曝光系统所需大口径长焦距离轴镜的高精度加工检测成为制约大口径光栅制作的难题。采用计算全息补偿检测不需要复杂的设计和装调,但同样会引入非回转对称和复杂的二维投影畸变。传统的畸变校正方法由于精度受限或计算复杂不利于工程应用。提出基于数值计算的畸变校正方法,该方法具有简单通用易于编程的优点。利用800 mm口径折反镜在直径为18 m光学平台上搭建了面形检测光路,通过系统误差标定去除以及畸变校正的方法实现了高精度面形测量,经磁流变迭代加工后,面形精度RMS可收敛至0.013λλ=632.8 nm),这为后续大口径反射式曝光系统的建立奠定了基础。
离轴抛物面镜 计算全息图 误差标定 投影畸变校正 
中国激光
2023, 50(23): 2304002
王家伟 1,2李珂 1,2成茗 1,2陈磊 1,2[ ... ]刘言军 1,2,*
作者单位
摘要
1 南方科技大学电子与电气工程系,广东 深圳 518055
2 深圳市高分辨光场显示与技术工程研究中心,广东 深圳 518055
超表面 结构色 全息 成像 显示 动态调控 metasurface structural color hologram imaging display dynamic modulation 
光电工程
2023, 50(8): 230141

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