Laserowe wróżki. Japończycy stworzyli prawdziwe dotykalne hologramy

Te wszystkie ekrany 4K czy telewizory „3D” (w cudzysłowie,gdyż faktycznie powinny nazywać się telewizorami stereoskopowymi)to odgrzewanie rozwiązań znanych od lat. Japońscy naukowcy zUniwersytetu Tsukuba pokazali nam tymczasem przyszłość –prawdziwą holografię, która nie tylko przedstawia obiektytrójwymiarowe w przestrzeni, ale też pozwala na wchodzenie z nimi winterakcję.

Wierzycie w małe, latające wróżki? Nawet jeśli ich nie ma,świat byłby fajniejszy, gdyby były. Zespół japońskich naukowcówznalazł sposób, by przywołać takie cuda nie za pomocą magii,lecz techniki – choć w wypadku tego, co robi Yoichi Ochiai zeswoimi kolegami, różnica jest dyskusyjna. Zarazem inżynier iartysta zyskał już rozgłos w Internecie, prezentując koloidalnewyświetlacze, powierzchnie zmieniające swoje tekstury pod wpływemdotyku czy mechanizm ultradźwiękowej lewitacji dla lekkichobiektów.

Teraz Japończyk zainteresował się femtosekundowymi laserami.Generowanie obrazów świetlnych w przestrzeni za pomocą laserównanosekundowych było już znaną metodą, uznawaną jednak zaniebezpieczną: energia przekazana w trwających miliardowe częścisekundy impulsach świetlnych była zbyt duża, rozświetlone niąvoksele (trójwymiarowe piksele) zbyt gorące, by mogła znieść toludzka skóra. Rozwiązaniem są lasery femtosekundowe, generująceimpulsy trwające biliardowe części sekundy (10-15) – powstała zpowietrza plazma nikogo nie poparzy.

W materiałach przygotowanych na konferencję SIGGRAPH 2015,Ochiai ze swoim zespołem przedstawiają dwie metody uzyskaniainteraktywnych hologramów za pomocą femtosekundowych laserów.Pierwszy wykorzystuje modulację światła w przestrzeni, drugiskanowanie promienia laserowego lustrem galwanicznym. W ten sposóbudało się uzyskać hologramy o objętości 1 cm3, jednak jaktwierdzą badacze, możliwe będzie ich skalowanie, w zależności odzastosowanego systemu optycznego.

Zastosowana metoda wyróżnia się też łatwościąuzyskania równoległego dostępu do renderowanych w powietrzuvokseli i wysoką precyzją uzyskanej grafiki przestrzennej.Zastosowanie lasera generującego impulsy trwające 269 femtosekund oenergii 50 µJ pozwoliło na wygenerowanie 200 tys. vokseli nasekundę.

Efekty oceńcie sami – to co można zobaczyć na wideo na pewnonie dorównuje rzeczywistemu doświadczeniu z interaktywnymihologramami, ale i tak wygląda znaczniej bardziej magicznie, niżdotychczasowe eksperymenty z holografią. Zainteresowanych fizykąstojącą za tym rozwiązaniem zapraszamy do przeczytania artykułupt. Fairy Light in Femtoseconds: Aerial and Volumetric GraphicsRendered by Focused Femtosecond Laser Combined with ComputationalHolographic Fields.