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傳統3D顯示技術采用周期結構調制光場，易引起圖像串擾和輻輳調節矛盾等問題，視覺體驗感不佳。研發團隊采用四變量可變的像素化metagrating調制3D圖像位相信息，結合全息取樣顯示方法，再現會聚視點。在位相分布不變的情況下，刷新圖像振幅信息，大幅減小了數據處理量。進一步地，結合彩色濾光片實現了無視覺疲勞的彩色3D顯示。
團隊理論計算了會聚視點再現角間隔與像素化metagrating周期和取向變化的關系。像素內結構變化精度達到亞納米級才能形成會聚視點。例如，為獲得0.7°的視角間隔，metagrating周期調控精度需達到0.12nm。為了攻克亞納米精度metagrating的制備難題，研究團隊自主研制了紫外連續變頻納米光刻系統，可實現亞納米調控精度的像素化metagrating制備。 為了進一步驗證metagrating對3D光場調制的正確性，研究團隊制備了6inch到32inch幅面，含不同metagrating結構參數的視角調制板。將視角調制板與液晶屏幕結合。在LED光源的照明下，實現了16個視角的精確調制，得到了視場角為50°的真彩色3D顯示效果，重現3D圖像具有連續平滑的運動視差。
為了提高3D顯示體驗效果，研究團隊設計并制備了緊密連續取樣視點的metagrating像素結構，再現連續3D光場的波前信息，重現了單色和彩色的3D光場信息。利用相機模擬單個眼睛調焦過程時發現，投影在不同深度的彩色字母與真實物體的深度信息一致，攻克了以往3D顯示中的輻輳調節矛盾這一國際難題。 綜上，研究團隊提出的基于像素化metagrating的全息采用3D顯示技術與平板顯示結合，實現了具有運動視差的寬視角彩色動態3D顯示，并解決了3D顯示中輻輳調節矛盾引起的視覺疲勞。此外，該器件結構輕薄，易于批量復制，為今后在移動顯示設備上實現高品質3D效果提供了全新解決方案。