컴퓨터생성홀로그램 (Computer-Generated Hologram)
한 줄 정의: 실제 광학 촬영 없이 컴퓨터 연산으로 물체의 파면 정보를 계산하여 만들어낸 홀로그램 패턴입니다.
쉽게 풀면
전통적인 홀로그램이 실제 물체에서 반사된 빛을 필름에 직접 기록해서 만든다면, 컴퓨터생성홀로그램은 물체의 형태를 수학적으로 계산해서 그에 해당하는 간섭무늬 패턴을 컴퓨터로 만들어냅니다. 실제로 존재하지 않는 가상의 물체나 원하는 형태의 빛 패턴도 계산만으로 만들어낼 수 있다는 점이 특징입니다. 이렇게 계산된 패턴을 공간광변조기 같은 소자에 표시하면 실제 홀로그램처럼 빛을 재구성할 수 있습니다.
왜 중요한가
컴퓨터생성홀로그램은 실제 물체 촬영 없이도 원하는 형태의 광학 패턴을 자유롭게 설계할 수 있어, 홀로그래픽 디스플레이, 빛의 파면을 원하는 형태로 조작하는 빔 성형, 광학 정보 저장 등 다양한 분야에서 연구되는 개념입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"3차원 물체 모델로부터 컴퓨터생성홀로그램을 계산하여 공간광변조기에 표시하였다."
3차원 디스플레이 구현에 컴퓨터생성홀로그램이 사용된 예문입니다.
"레이저 빔의 형태를 목표한 패턴으로 성형하기 위해 위상형 컴퓨터생성홀로그램을 설계하였다."
빔 성형 응용에서 컴퓨터생성홀로그램이 활용된 예문입니다.
조금 더 깊게 보면
컴퓨터생성홀로그램을 계산하는 방식은 물체의 각 점에서 나오는 빛을 수학적으로 합산하는 방법 등 여러 접근이 있으며, 계산량이 많아지는 문제를 해결하기 위한 다양한 알고리즘이 연구되고 있습니다. 계산된 패턴은 진폭 정보와 위상 정보를 모두 포함할 수도 있고, 표시 장치의 특성에 맞춰 위상 또는 진폭 정보만 사용하는 경우도 있습니다.
주의할 점
컴퓨터생성홀로그램은 계산 과정에서 발생하는 근사나 표시 장치의 화소 해상도 제한으로 인해 재생된 상에 원치 않는 잡음이나 왜곡이 나타날 수 있습니다.