01
元宇宙中的动态全息三维显示：发展与挑战（特邀）
作者：曹良才，何泽浩，刘珂瑄，隋晓萌
单位：清华大学 精密仪器系 精密测试技术及仪器国家重点实验室
摘要：相比二维显示，三维显示可以提供更接近真实世界的图像内容，是5G、大数据、元宇宙和物联网领域的关键性技术。计算全息三维显示可以提供所有种类的深度线索，被认为是三维显示的终极实现方式，在智能制造、远程教育、异地办公和娱乐社交等领域都具有广阔的应用前景。文中首先介绍了计算全息技术的发展历史和重要技术节点，分析了高质量全息动态三维显示面临的挑战，主要包括计算全息图重建质量不足、波前调制器件和全息显示系统性能受限以及三维内容源匮乏等，进一步介绍了已有的解决方案，比较了各类方案的优势与不足，进而分析了高质量全息动态三维显示的主要研究方向，包括低噪声全息图的获取、像质优化和畸变校正技术的开发以及三维内容源的构建。实现高质量、低噪声、无畸变、高刷新、真三维的动态全息三维显示，是计算全息显示发展的必由之路，也是元宇宙等典型应用对全息三维显示提出的必然要求。
文章信息：曹良才, 何泽浩, 刘珂瑄, 隋晓萌. 元宇宙中的动态全息三维显示：发展与挑战（特邀）[J]. 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20210935. doi: 10.3788/IRLA20210935
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02
计算光学成像：何来，何处，何去，何从？
作者：左超1,2,3，陈钱2
单位：1.南京理工大学 电子工程与光电技术学院 智能计算成像实验室（SCILab）；2.南京理工大学 江苏省光谱成像与智能感知重点实验室；3.南京理工大学 智能计算成像研究院（SCIRI）
摘要：计算光学成像是一种通过联合优化光学系统和信号处理以实现特定成像功能与特性的新兴研究领域。它并不是光学成像和数字图像处理的简单补充，而是前端（物理域）的光学调控与后端（数字域）信息处理的有机结合，通过对照明、成像系统进行光学编码与数学建模，以计算重构的方式获取图像与信息。这种新型的成像方式将有望突破传统光学成像技术对光学系统以及探测器制造工艺、工作条件、功耗成本等因素的限制，使其在功能（相位、光谱、偏振、光场、相干度、折射率、三维形貌、景深延拓、模糊复原、数字重聚焦，改变观测视角）、性能（空间分辨、时间分辨、光谱分辨、信息维度与探测灵敏度）、可靠性、可维护性等方面获得显著提高。现阶段，计算光学成像已发展为一门集几何光学、信息光学、计算光学、现代信号处理等理论于一体的新兴交叉技术研究领域，成为光学成像领域的国际研究重点和热点，代表了先进光学成像技术的未来发展方向。国内外众多高校与科研院所投身其中，使该领域全面进入了“百花齐放，百家争鸣”的繁荣发展局面。作为本期《红外与激光工程》——南京理工大学专刊“计算光学成像技术”专栏的首篇论文，本文概括性地综述了计算光学成像领域的历史沿革、发展现状、并展望其未来发展方向与所依赖的核心赋能技术，以求抛砖引玉。
文章信息：左超, 陈钱. 计算光学成像：何来，何处，何去，何从？[J]. 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20220110. doi: 10.3788/IRLA20220110
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03
偏振成像技术的发展现状与展望（特邀）
作者：罗海波1,2,3，张俊超4，盖兴琴5，刘燕6
单位：1.中国科学院光电信息处理重点实验室；2.中国科学院沈阳自动化研究所；3.中国科学院机器人与智能制造创新研究院；4.中南大学 航空航天学院；5.河北汉光重工有限责任公司；6.航天恒星科技有限公司
摘要：偏振成像是一种新的光电探测体制，它可以获得比传统成像多一维的场景信息，在工业检测、生物医学、地球遥感、现代军事、航空以及海洋等领域具有重要的应用价值。论文对偏振成像的典型应用、发展历程和发展现状进行了分析和总结，总结了偏振成像的实现方法，当前学术界在场景的偏振特性、偏振的传输特性、偏振成像探测器、分焦平面偏振图像非均匀性校正、分焦平面偏振图像超分辨率重建以及偏振图像融合等领域的最新研究成果。在此基础上，对偏振成像的未来发展方向进行了展望，包括高消光比焦平面偏振探测器、分焦平面多光谱偏振探测器、高精度非均匀性校正方法、偏振图超分辨率重建方法以及强度图和偏振度/偏振角图融合方法等。
文章信息：罗海波, 张俊超, 盖兴琴, 刘燕. 偏振成像技术的发展现状与展望（特邀）[J]. 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20210987. doi: 10.3788/IRLA20210987
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04
成像光谱仪的发展与应用（特邀）
作者：于磊
单位：中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所
摘要：成像光谱仪是一种有效的定量探测工具，得益于其可通过高空间分辨率和高光谱分辨率同时获取探测目标的三维立方体数据的能力，使得成像光谱仪在测绘遥感、目标识别、环境监测与评估、临床影像诊断、过程监控等领域应用极为广泛。文中根据分光原理和分光元件的不同，将成像光谱仪分为四类：滤光型、色散型、干涉型和快照型，在分类的基础上对各种成像光谱仪的主要代表形式和应用进行了回顾和介绍，并对成像光谱仪未来可能存在的发展和应用方向进行了展望。
文章信息：于磊. 成像光谱仪的发展与应用（特邀）[J]. 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20210940. doi: 10.3788/IRLA20210940
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文章转载自微信公众号：光学工程