【科普时间到】——用激光操控雾霾,居然操控出了3D全息影像!

发布时间:  |  来源:OSA西光所分会  |  【      】  |  【打印】 【关闭

  托尼之前说过很多种全息影像的技术。

  比如这个全息影像桌↓↓

欧几里得全息投影桌

  还有这种电风扇一样的显示器↓↓

Hypervsn 全息显示器 

  更有另辟蹊径的 MR 显示大玻璃↓↓

  但实话说,上面这些显示方式,都有它们的缺陷:欧几里得全息投影桌需要你戴上笨重的眼镜和定位装置。

  Hypervsn 全息显示器的影像只能处在一个平面,所以算是平面全息,效果打折扣。而那个大玻璃里的影像则只能远观不可亵玩。

  杨百翰大学有几位研究人员,他们就对目前的全息技术深感不满意。

  他们想要的是像科幻电影里,那种不需要戴啥设备就能出现在眼前的3D全息影像。就像星球大战里莱娅公主的全息影像一般↓↓

  不满意那就自己干呗!结果……他们还真的研发出来接近这种幻想的东西——

Photophoretic-trap Volumetric Display

  光泳陷阱立体显示

  看上图那个积木样的立体图像,是不是很真实很立体呢。

  再来看几个:

蝴蝶↓↓小火龙!
别以为只有这些线条状的图像,给你看看小地球↓↓

  尽管现在研究还很初步,图像都比较简单,分辨率不高。但这些影像起码真的做到了3D全息。

  不用你戴什么设备,随便多少人多近距离看都没问题,因为它是真实存在的发光微粒。

  说到这就得给大家解释解释它的原理了。 

  咱们空气中有大量微小的尘埃、颗粒,就像雾霾。

  雾霾是能看见的,但是有些直径特别小的基本上就肉眼不可见了。但他们被强光照射了,就会现出原形,可参考丁达尔效应。

  研究人员就把这些小粒子当做了全息影像的载体。

  接下来研究人员又利用了另一项技术——光泳

  光泳是指悬浮在气体或液体中的小粒子,当被足够强度的光照射时,因为受热不均匀,会开始往远离光源的方式移动的现象。

  不用理解得很深刻,你只需要知道,光泳就像一只看不见的手,可以将小粒子推动。

  接下来关键来了。

  研究人员一边用红绿蓝三色光照射颗粒,让它显现出特定的颜色。

  一边用光泳技术让颗粒动起来,快速地划出一道轨迹。

  那么,如果颗粒按特定路线走,并且够快的话,图像就出现了。

  以上就是这种全息的原理。

  虽然现在来看它还完全达不到科幻里那样的效果。

  问题主要集中在粒子运动速度还不够快、量不够导致的分辨率不够。

  但接下来如果把激光投射装置再做大,多一些光泳的颗粒,能达到的效果还是非常值得期待的。

激光装置的结构图

  噢对,研究人员最后也真的实现了把莱娅公主投射出来的目标。

  所以啊,梦想还是要有的,万一实现了呢。

排版 | 张雪晗  校对 | 薛瑞凯 

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/mCP0PJqaEja2-R7SZiFxnA