Лазерный мир

Исследователи из университета Уцуномии (Utsunomiya University), Япония, разработали технологию формирования при помощи лазера крошечных пузырьков в объеме жидкости. Эти пузырьки, местоположение которых выдерживается с высокой точностью, рассеивают свет от внешнего источника, превращая, тем самым сосуд с жидкостью в своего рода трехмерный дисплей, изображение которого видимо безо всяких очков и с любой точки зрения.

Нынешняя технология является лишь доказательством работоспособности заложенных в нее идей, но в будущем на ее основе могут быть созданы полноцветные динамические объемные дисплеи, предназначенные для художественных выставок и музеев, к примеру, и позволяющие зрителям рассмотреть изображение объекта со всех его сторон.

Laser-Generated Bubbles Create 3-D Images in Liquid

Researchers have developed a completely new type of display that creates 3D images by using a laser to form tiny bubbles inside a liquid «screen.» Instead of rendering a 3D scene on a flat surface, the display itself is three-dimensional, a property known as volumetric. This allows viewers to see a 3D image in the columnar display from all angles without any 3D glasses or headsets.

«Creating a full-color updatable volumetric display is challenging because many three-dimensional pixels, or voxels, with different colors have to be formed to make volumetric graphics,» said Kota Kumagai, first author of the paper. «In our display, the microbubble voxels are three-dimensionally generated in a liquid using focused femtosecond laser pulses. The bubble graphics can be colored by changing the color of the illumination light.»

Using lasers to make bubbles

The bubbles for the new display are created by a phenomenon known as multiphoton absorption, which occurs when multiple photons from a femtosecond laser are absorbed at the point where the light is focused. Multiphoton absorption allowed the researchers to create microbubbles at very precise locations by moving the focus of the laser light to various parts of a liquid-filled cuvette that acted as a «screen.» Using a high-viscosity, or thick, liquid prevents the bubbles, once formed, from immediately rising to the top of the liquid.

http://www.rdmag.com/news/2017/02/laser-generated-bubbles-create-3-d-images-liquid

3d проектор

Пузырьки в объеме жидкости формируются за счет эффекта многофотонного поглощения, который возникает при фокусировке света двух фемтосекундных лазеров в одной точке пространства. Такой подход позволяет формировать пузырьки в заданной точке объема с высокой точностью. Используемая для заполнения сосуда жидкость имеет большую вязкость и это не позволяет сформированным пузырькам быстро подниматься вверх. Через непродолжительное время пузырьки исчезают и «пузырьковое» изображение требует повторной регенерации.

«Пузырьковое» изображение становится видимым при его освещении светом от внешнего источника, мощного светодиода в данном случае. Японские исследователи использовали многоспектральный светодиод, что позволяет окрашивать «пузырьковое» изображение в синий, зеленый, красный, белый, желтый и другие цвета. Более того, освещение пузырьков светом от цифрового проектора позволит в будущем окрашивать отдельные участки формируемого изображения в разные цвета.

Вместо того, чтобы формировать один пузырек за другим, последовательно «сканируя» лучами лазеров весь объем жидкости, исследователи использовали своего рода голограмму, генерируемую компьютером. Эта голограмма представляет собой трехмерный образ, позволяющий управлять с достаточно высокой точностью количеством и размерами формируемых микропузырьковых пикселей. Такой подход позволяет увеличить количество рассеиваемого пузырьками света, что, в свою очередь, делает изображения более четкими и контрастными.

А сейчас исследователи разрабатывают технологию, позволяющую создавать и управлять движением потоков жидкости в объеме сосуда. Эта технологий позволит быстро «стереть» сформированное ранее изображение или заставит его двигаться. Кроме этого, исследователями ведется адаптация микропузырьковой технологии для возможности создания при ее помощи изображений больших размеров внутри сферических сосудов. И для этого исследователям потребуется создать достаточно сложный алгоритм компенсации сферических искажений, которые обусловлены разницей в коэффициентах преломления света воздуха, стекла сосуда и заключенной в нем жидкости.

Источник: http://www.nanonewsnet.ru/news/2017/proizvedennye-lazerom-puzyrki-prevrashchayut-emkost-s-zhidkostyu-v-trekhmernyi-displei