Jaunā 'Hologrammas' ierīce novirza daļiņas, lai izveidotu 3D objektus plānā gaisā

Pin
Send
Share
Send

Uz brīdi aizveriet acis un nofotografējiet hologrammu. Uz brīdi turiet to galvā, tad atveriet acis un turpiniet lasīt.

Gatavs?

Kāds attēls izskatījās? Šeit ir minējums: zils, mirgojošs attēls, projicēts uz plāna gaisa, skatāms no jebkura leņķa - nedaudz līdzīgs hologrammām no “Zvaigžņu karu” filmām. ("Palīdziet man, Obi-Van Kenobi! Jūs esat mana vienīgā cerība!")

Tomēr reālajā pasaulē hologrammas skatīšana ir ne tik daudz kā fiziska objekta skatīšana. Lāzeri ir jāizmanto, lai projicētu attēlu uz kādu nesēju, piemēram, uz plastmasas un stikla loksnes, kas saliek un atspoguļo gaismu, lai attēls skatītājam būtu trīsdimensiju. Bet tie darbojas tikai tad, kad skatītāja acs atrodas diezgan šaurā skata plaknē, gandrīz tieši pretī projicējošajiem lāzeriem. (HowStuffWorks ir diezgan labs šāda veida sistēmas skaidrojums.)

Tomēr tagad Brigham Youngas universitātes pētnieku grupa ir izstrādājusi jaunu ierīci, kas rada patiesi skulptūrai līdzīgus trīsdimensiju attēlus, kas ir sava veida hologrammas, bet uz steroīdiem. Viņu "Optiskā slazdu displeja" (OTD) projekcijas, kas aprakstītas rakstā, kas publicēts 24. janvārī žurnālā "Nature", uzvedas daudz vairāk kā princeses Leida attēls, nekā to dara patiesas hologrammas.

OTD izmanto dīvainas tehnoloģijas, ko sauc par fotoforētisko optisko slazdu, priekšrocību, kas ļauj pētniekiem izdalīt nelielu daļiņu un izmēģināt to caur gaisu. Optiskie slazdi trāpa daļiņai ar "gandrīz neredzamas" gaismas staru, rakstīja pētnieki. (Gaismas viļņa garums ir 405 nanometri, tieši zemākajā malā, ko cilvēki var uztvert.)

Šī gaisma silda daļiņu vienā pusē - celulozes plankumu no 5 līdz 100 mikrometriem (diapazonā no vienas desmitdaļas no tipiskas baktērijas lieluma līdz mazliet lielākam par vidējā cilvēka matu diametru). Nevienmērīgā karsēšana rada spēkus, kas iedarbojas uz daļiņu, rakstīja pētnieki, liekot tai attālināties no karstās puses tās vēsās puses virzienā. Pēc tam daļiņa darbojas kā mazs motors, rāvējslēdzējs notiek jebkurā virzienā, kas ir pretējs tam, kā tā sakarsētā puse kļūst smaila.

Izmantojot šo metodi, komanda stundām ilgi varēja precīzi kontrolēt daļiņu kustības ar ātrumu līdz 1827 milimetriem sekundē (71,9 collas sekundē vai aptuveni 4,1 jūdzes stundā).

Kad daļiņa bija iesprostota, komanda to pārvietoja ar dažādu krāsu lāzeriem. Kad daļiņa pārvietojas pietiekami ātri, tā var sasmērēt šo krāsu un gaismu visā telpā no kameras vai cilvēka acs viedokļa, radot pilnībā 3D objekta ilūziju.

Un efekts ir spēcīgs. Izmantojot OTD, komanda izveidoja augstas izšķirtspējas, pilnkrāsu attēlus, kas bija skatāmi no jebkura leņķa - lai arī tie lielākoties aizņēma nelielu skaļumu, tikai dažus centimetrus (collu vai divus) katrā pusē.

Šajā attēlā redzama prizma, kas, skatoties no dažādiem leņķiem, izskatījās pavisam savādāk, tāpat kā īsta prizma.

(Attēla kredīts: Brigham Young University / Nature)

Un tas parāda cilvēku garā mētelī ar tuvinātu versiju, kas parāda projektora iestatījumus.

(Attēla kredīts: Brigham Young University / Nature)

Pētnieki pat spēja uzbūvēt gaismas skulptūras, kas apvija citus objektus, piemēram, mazu cilvēka rokas modeli šī raksta augšpusē…

Protams, tāpat kā jebkurai tehnoloģijai, arī OTD ir savi ierobežojumi. Daļiņu maksimālais ātrums ierobežo attēlu lielumu un sarežģītību, ko var radīt OTD, un pašreizējā versija rada gaismas "šļakatu" uz virsmas, kas atrodas pretī lāzeriem.

Nākamais solis, pētnieki rakstīja, ir mēģināt izmantot dažāda veida daļiņas; strādāt ar vairākām daļiņām vienlaikus; un uzlabot lāzeru fokusu, lai atrisinātu vismaz dažas no šīm problēmām.

Pin
Send
Share
Send