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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利一种基于菲涅耳近场衍射算法的彩色超表面全息3D显示方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119045299B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-13发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411339714.5，技术领域涉及：G03H1/08；该发明授权一种基于菲涅耳近场衍射算法的彩色超表面全息3D显示方法是由王琼华;王迪;黄倩;李移隆;林凡川设计研发完成，并于2024-09-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于菲涅耳近场衍射算法的彩色超表面全息3D显示方法在说明书摘要公布了：本发明提出一种基于菲涅耳近场衍射算法的彩色超表面全息3D显示方法，该方法包括以下四个步骤。第一步，将3D物体离散成一组具有深度信息的独立物点。依据菲涅耳近场衍射条件计算每个物点到全息面上的子全息图，以消除再现像中的倍率色差。第二步，将3D物体所有物点的子全息图进行相干叠加，得到全息面复振幅信息。第三步，提取步骤二的复振幅信息中的相位，以获得最终的相位全息图，通过对获得的相位全息图信息进行超表面编码，得到最终的超表面全息图。第四步，对获得的超表面全息图进行加工制备，得到超表面结构，设置超表面结构的单元为亚波长尺寸，在菲涅尔近场衍射下轴向色差被消除。当激光照射超表面结构时，再现出无色差的彩色超表面全息3D图像。

本发明授权一种基于菲涅耳近场衍射算法的彩色超表面全息3D显示方法在权利要求书中公布了：1.一种基于菲涅耳近场衍射算法的彩色超表面全息3D显示方法，其特征在于，该方法包括以下四个步骤：第一步，将3D物体离散成一组具有深度信息的独立物点，依据菲涅耳近场衍射条件计算每个物点到全息面上的子全息图，以消除再现像中的倍率色差；第二步，将3D物体所有物点的子全息图进行相干叠加，得到全息面复振幅信息；第三步，提取步骤二的复振幅信息中的相位，以获得最终的相位全息图，通过对获得的相位全息图信息进行超表面编码，得到最终的超表面全息图；第四步，对获得的超表面全息图进行加工制备，得到超表面结构，设置超表面结构的单元为亚波长尺寸，在菲涅尔近场衍射下轴向色差被消除，当激光照射超表面结构时，再现出无色差的彩色超表面全息3D图像； 在步骤一中，首先将3D物体离散成一组具有深度信息的独立物点，将每个物点视为一个独立的点光源，计算每个物点到全息面的复振幅分布，从而生成子全息图，全息面上任意一个物点m的复振幅分布为： 其中是物点m在物平面上该物点的复振幅分布，Hkx,ky；z是空间频率传递函数，z表示衍射距离，和分别是傅立叶变换和傅立叶逆变换，kx和ky分别是x和y方向上的空间频率； 将Hkx,ky；z的傅立叶逆变换设置为傅立叶域中的空间脉冲响应函数hx,y；z，表示如下： 其中k0是记录光的波矢，λ是记录光的波长，当物点在空间的坐标为h,w；0时，全息面上任意一个物点m的复振幅分布表示为： 在全息再现过程中，使用平面波作为再现光照射全息图，再现光的复振幅分布为： 其中kr是再现光的波矢，当再现光的波长与记录光相同时，再现光和记录光的波矢也相同，即kr＝k0，此时，当任意物点m的子全息图被再现光照射时，再现像的复振幅分布为： 其中zr表示再现像的轴向位置，*表示卷积运算，∝是正比符号，正比符号之后的部分决定了重建像的位置、深度、形状，基于菲涅尔近场衍射分析，将该部分表示为： 令上述公式中的和的系数为0，仅留下线性项，当参考光与记录光波长完全一致时，即kr＝k0时，需满足以下条件： 即在参考光与预设光波长一致时，再现像的轴向位置与物点的衍射距离相同，此时得到： 对于3D物体来说，当参考光与预设光波长一致时，全息再现像的重建距离与衍射距离相同，再现像无倍率色差； 当参考光和记录光的波长不一致时，再现像的轴向移动量由记录光和参考光的波长决定，且正比于z，此时，m点的再现像复振幅分布为： 其中， 物点对应的再现像的空间位置不会发生改变，即不会引入倍率色差。

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