Лазерна голограма, яку можна помацати

Лазерна голограма, яку можна помацати

Вперше поняття голографічного зображення з'явилося в 1893 році в романі Жюля Верна "Замок в Карпатах". Пізніше цю тему розвинули інші письменники-фантасти, і динамічні голограми стали неодмінним атрибутом будь-якого науково-фантастичного твору. Але лише нинішній рівень розвитку технологій уможливив появу голографічних проекторів і установок, що втілюють в реальність мрії фантастів. Яскравий приклад цього - установка з лазерів, дзеркал і камер, створена фахівцями Digital Nature Group (DNG). Вона здатна відтворювати тривимірні інтерактивні голографічні зображення, що складаються з крихітних точок світла, так званих вокселей (voxels).

Використовуючи Фемтосекундний лазери, що генерують імпульси світла тривалістю 30-279 фемтосекунд, квадрильйонних часток секунди, установка DNG здатна відтворювати голограми, до яких можна доторкнутися і відчути цей дотик. Установка створює тривимірні зображення, проектуючи до 200 тисяч точок (вокселей) в секунду. При цьому кожен воксель випромінює світло; це відбувається завдяки плазмі, одержуваної від іонізації повітря енергією променя лазерного світла. Коли людина стосується вокселей, він відчуває щось на зразок дотику до поверхні наждачного паперу. Це відчуття виникає через те, що плазма тисне на поверхню шкіри пальців.

Лазерна голограма, яку можна помацати

У голографічного установці DNG промінь фемтосекундного лазера, що генерує безперервну низку імпульсів, проходить через тривимірний оптичний модулятор і продовжує свій шлях через серію лінз до електрогальванічних генератора розгортки, який, переміщаючи дзеркало, направляє промінь лазера строго в задану точку простору.

Слід зазначити, що установка DNG є не першою спробою використання фемтосекундних лазерів для створення вокселей з іонізованої плазми. Але створені раніше установки не забезпечували настільки високої швидкодії роздільної здатності і могли завдати пошкодження шкірі людини при контакті з голограмою. Оскільки Фемтосекундний лазери працюють з величезним швидкодією, стало можливим відстеження рухів людини, який намагається торкнутися голограми, і при наближенні пальців людини до області голограми, лазер перекладається в безпечний режим роботи, що трохи знижує яскравість голограми. Проте, щільності створюваної ним плазми ще досить для того, щоб людина відчула почуття дотику.

Лазерна голограма, яку можна помацати

Ключем до "безпеки" таких голограм стало обмеження часу безперервної роботи лазера в одній певній точці простору. При проведенні тестів системи, дослідники з'ясували, що тривалий вплив - від однієї до двох секунд - є небезпечним: енергія світла лазера завдає пошкодження, випалюючи верхні шари шкіри людини. Однак, при тривалості впливу від 50 мілісекунд до 1 секунди шкіра встигала охолонути і залишалася неушкодженою.

Голографічна установка DNG є лише першим дослідним зразком, що демонструє працездатність закладених в нього ідей і принципів. Тепер дослідники будуть працювати над тим, щоб зробити більшою робочу область установки, яка поки що обмежується можливостями єдиного оптичного модулятора. Сам фемтосекундний лазер здатний видавати безперервно до 7 Ватт потужності, але в установці DNG, робочий об'єм якої дорівнює всього 1 кубічному сантиметрі, використовується тільки 1 Ватт потужності лазера. Використання декількох оптичних модуляторів або одного модулятора з великими можливостями дозволить задіяти лазер на повну потужність і створювати голографічні зображення великих розмірів.

Схожі статті