三維顯示能夠展現(xiàn)物體的完整信息，帶給人們前所未有的臨場(chǎng)感，在影視娛樂方面已率先取得成功，并在遠(yuǎn)程醫(yī)療、國防軍事、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）等領(lǐng)域表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

全息三維顯示無需佩戴輔助設(shè)備觀看，被公認(rèn)為理想的、終極的三維顯示技術(shù)，目前靜態(tài)全息三維顯示已經(jīng)取得了長足進(jìn)展，但動(dòng)態(tài)全息三維顯示技術(shù)還不成熟，仍面臨計(jì)算全息數(shù)據(jù)量龐大、光學(xué)全息缺乏理想的光折變材料等諸多困難和挑戰(zhàn)。

鈮酸鋰（LiNbO3，LN）是一種集電光、聲光、壓電、熱釋電和非線性光學(xué)效應(yīng)于一體的多功能鐵電晶體。

在非線性諧振腔、調(diào)制器、永久性全息記錄設(shè)備和片上集成光學(xué)的最新技術(shù)成就中發(fā)揮了突出的作用。

作為一種經(jīng)典的無機(jī)光折變材料，LN晶體具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)，但也因?yàn)轫憫?yīng)速度慢導(dǎo)致信息難以實(shí)現(xiàn)較快的動(dòng)態(tài)刷新。

為進(jìn)一步提高摻鉍鈮酸鋰晶體的光折變響應(yīng)速度，顯著提高基于鈮酸鋰晶體實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)全息顯示的刷新頻率，南開大學(xué)孔勇發(fā)教授、許京軍教授課題組結(jié)合理論計(jì)算設(shè)計(jì)鉍、鎂離子摻雜濃度，生長了一系列鉍鎂雙摻鈮酸鋰晶體，研究結(jié)果表明摻鉍2.0mol%，鎂6.0mol%時(shí)，其光折變響應(yīng)時(shí)間縮短到7.2ms，靈敏度達(dá)到646cm/J。

搭建了基于鈮酸鋰晶體的全息顯示光學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了刷新頻率為60Hz的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全息顯示，有效降低顯示材料的閃爍，減少觀看者視覺疲勞，如圖1所示。

圖1 基于摻雜鈮酸鋰實(shí)現(xiàn)60Hz的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全息顯示圖

圖2實(shí)時(shí)全息顯示的光學(xué)裝置

審核編輯：劉清