В будущем медики и архитекторы смогут работать с помощью голограмм
Инженеры из Аризонского университета и калифорнийской Nitto Denko Technical Corporation сконструировали прототип голографической системы, которая работает почти в реальном времени.
В первом варианте системы, представленном два года назад, использовался 4-дюймовый экран из фоторефрактивного полимерного композита, изображения на котором обновлялись каждые четыре минуты. Теперь же авторы увеличили его размер до 17 дюймов и значительно ускорили процесс обновления изображений, сменяющих друг друга всего за две секунды.
Фоторефрактивный эффект, позволяющий создавать голограммы, заключается в изменении показателя преломления вещества под действием падающего на него света. Экспериментаторы направляют на экран два лазерных пучка (сигнальный и опорный), которые образуют интерференционную картину — набор светлых и тёмных областей. В освещённых областях электроны могут переходить с примесных уровней в зону проводимости, оставляя после себя дырки, и диффундировать в тёмные участки. Вместе с тем у электронов сохраняется некоторая вероятность возвращения на примесный уровень, где они вновь будут захвачены и потеряют мобильность; эта вероятность характеризует "силу" фоторефрактивного эффекта.
В результате в материале устанавливается пространственное распределение заряда, в целом повторяющее интерференционную картину: дырки остаются в светлых областях, а электроны стремятся к тёмным. Пространственный заряд создаёт поле, которое — посредством электрооптического эффекта — изменяет показатель преломления вещества. Вид его изменения также соответствует интерференционной картине.
Для того чтобы рассмотреть голограмму, на экран направляют третий пучок света. "А стирать изображение можно с помощью тех же пучков, которые использовались при записи", — добавляет ведущий автор работы Пьер-Александр Бланш (Pierre-Alexandre Blanche).
Стоит отметить, что объект, изображение которого реконструируется, снимают сразу 16 камер. Передаваемая ими информация обрабатывается компьютером, преобразуется в данные по отдельным "голографическим элементам", аналогам пикселей, и передаётся на удалённый компьютер. Здесь упомянутые выше лазерные пучки переносят эти данные на экран, причём формирование одного элемента занимает всего 6 нс.
По мнению авторов, подобные системы могут найти применение в телемедицине, рекламе, техническом проектировании. Сначала, впрочем, методику необходимо будет доработать: увеличить размер экрана и повысить скорость обновления изображения (в идеале — добиться стандартной частоты смены кадров в 30 кадр/с). В следующих вариантах экспериментальной установки учёные также планируют уменьшить размеры голографических пикселов.
Источник: "Компьюлента"