Ingeniører skaber lysere, fuldfarve hologrammer, der kan ses i svagt lys

Teknologi udviklet af et hold af University of Utahs elektriske og computeringeniører kunne gøre det holografiske skakspil R2-D2 og Chewbacca spillet i "Star Wars" til virkelighed.

Holdet ledet af el- og computeringeniørlektor Rajesh Menon har opdaget en måde at skabe billige fuldfarve 2-D og 3-D hologrammer, der er langt mere realistiske, lysere og kan ses i bredere vinkler end nuværende hologrammer. Anvendelserne for denne teknologi kan være vidtspændende, fra valuta- og identifikationsmærker til forlystelser og reklamer.

"Du kan have rige farver med høj effektivitet, med høj lysstyrke og til lave omkostninger. Og du behøver ikke fancy lasere og kompliceret optik, " siger Menon.

Holdets teknologi blev profileret i et nyt papir offentliggjort 19. juli, 2017, i det aktuelle nummer af Videnskabelige rapporter . Papiret, "Fuld farve, stort område, Transmissive hologrammer aktiveret af multi-niveau diffraktiv optik, "blev medforfatter af University of Utah ph.d.-studerende Nabil Moham, Monjurul Meem og Xiaowen Wan.

Typisk, projektion af ethvert billede, om det er to- eller tredimensionelt, er ineffektiv, fordi når hvidt lys skinner på en genstand, vi kan kun se den reflekterede farve, der hopper tilbage til vores øjne, mens resten af ​​spektrets farver absorberes. Derfor, der er meget spildt lys. Med en typisk LCD-projektor, for eksempel, du kan kun se så lidt som 5 procent af det samlede lys på én gang.

Menon og hans team har opdaget en bedre måde, der låner fra det samme princip bag, hvordan visse sommerfugles vinger viser deres farver:I stedet for kun at reflektere de farver, du ser, mens de absorberer resten, alt det hvide lys omdirigeres, så du kan se bølgelængderne af vingens farver på forskellige steder. Intet af lyset absorberes og går derfor til spilde.

Ved hjælp af sofistikerede algoritmer og en ny fremstillingsmetode, ingeniørerne kan skabe hologrammer, der gør det samme – omdirigere farver til passende steder – i stedet for at absorbere det meste for at projicere meget lysere fotografiske billeder enten i 2-D eller 3-D og med fuld, naturlige farver. I øjeblikket, fuldfarve hologrammer kræver lasere for ikke kun at lave dem, men også for at se dem. Menons hologrammer kan ses med almindeligt hvidt lys. Mest vigtigt, disse hologrammer kan ses fra enhver vinkel, og billeddetaljerne ændres ikke, meget som en rigtig genstand.

"At projicere et billede før var meget ineffektivt, og du har brug for en massiv lampe, " siger Menon. "Her, du kan bare gøre det med blot et stykke plastik og en lommelygte. Det er meget enklere og mere effektivt på denne måde."

Sådan teknologi kunne bruges på sedler med sikkerhedshologrammer, der producerer mere naturtro billeder. I øjeblikket, hologrammerne på en fremmed valuta eller på kreditkort ligner glitrende monokromatiske billeder, men Menons hologrammer ville være mere som fuldfarvefotografier. Det kan også bruges til identifikationsmærker, kørekort og sikkerhedsdokumenter som pas, hvor en betjent kun kunne bruge en lommelygte til at autentificere den i stedet for et specielt lys såsom en infrarød scanner. Og disse hologrammer kan være billige at fremstille, fordi de kan stemple hvert klistermærke som en CD eller DVD.

Mens Menon og hans team hidtil kun har produceret 2D-stillbilleder med deres teknologi, han sagde, at det ikke ville være svært at tage det næste skridt for at skabe fuldfarve 3-D levende billeder svarende til de holografiske skakbrikker i "Star Wars". Derfor, hologrammerne kunne bruges til underholdning, såsom for virtual reality-headset, til biografer, der ikke ville kræve kraftige projektorlamper (og det kunne være en mulighed for 3D-film uden briller) eller til forlystelser, der bruger højteknologiske specialeffekter.

"Forestil dig at gå gennem en tur, og du vil have et monster til at springe ud. Dette er en måde at gøre det på med meget rigere farver, med højere effektivitet og på en meget mere allestedsnærværende måde, fordi det er så billigt, " siger Menon.

Teknologien kan også bruges til at producere holografiske fotos eller videoer til annoncering for platforme som reklametavler eller kiosker. Flytning af 3-D-video kunne være muligt på så lidt som to år, og hans team arbejder på det nu, han sagde.

Menon lancerede et firma kaldet PointSpectrum, der forsker i denne nye teknologi og for at kommercialisere dens potentielle anvendelser.