Мы все ближе к новому 3D миру. И не за горами наш подлунный мир и в 5D.
Человечество жаждет свежих ощущений. И ученые не терпят это желание
исполнить. Пока в более прикладных областях, таких, как телемедицина,
реклама, техническое проектирование.
Так на днях инженеры из Аризонского университета и калифорнийской Nitto
Denko Technical Corporation сконструировали прототип голографической
системы, которая работает почти в реальном времени. Система представляет
собой 17-дюймовый экран из фоторефрактивного полимерного композита,
изображения на котором сменяют друг друга всего за две секунды.
Следующий вариант системы будет еще круче: размер экрана будет вдвое
больше, а скорость обновления изображения будет 30 кадров в секунду.
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 темных областей. В освещенных областях электроны могут
переходить с примесных уровней в зону проводимости, оставляя после себя
дырки, и диффундировать в темные участки. Вместе с тем у электронов
сохраняется некоторая вероятность возвращения на примесный уровень, где
они вновь будут захвачены и потеряют мобильность.
В результате в материале устанавливается пространственное распределение
заряда, в целом повторяющее интерференционную картину: дырки остаются в
светлых областях, а электроны стремятся к темным. Пространственный
заряд создает поле, которое изменяет показатель преломления вещества.
Вид его изменения также соответствует интерференционной картине. Для
того чтобы рассмотреть голограмму, на экран направляют третий пучок
света.
Примеры голограмм.
Объект, изображение которого реконструируется, снимают сразу 16 камер.
Передаваемая ими информация обрабатывается компьютером, преобразуется в
данные по отдельным «голографическим элементам», аналогам пикселов, и
передается на удаленный компьютер. Здесь лазерные пучки и переносят эти
данные на экран.
Первая голограмма была получена задолго до изобретения лазеров. В 1947
году венгерским физиком Деннисом Габором был получен патент на
изобретение голографической записи, которая была им разработана
случайно: в ходе экспериментов по повышению разрешающей способности
электронного микроскопа, проводившихся в Британской Томсон-Хьюстоновской
компании в английском городе Рэгби. Его работа была награждена
Нобелевской премией в 1971 году.
Он же стал автором слова «голография», которым подчеркнул полную запись
оптических свойств объекта. К сожалению, его голограммы отличались
низким качеством. Это достижение стало осуществимым во многом благодаря
смежным работам таких физиков, как Мечеслав Вольфке.
Исследования в данной области не были продуктивны до 1960 года, когда
были изобретены красный рубиновый (длина волны 694 нм, работает в
импульсном режиме) и гелий-неоновый (длина волны 633 нм, работает
непрерывно) лазеры, так как получить качественную голограмму без
когерентного источника света невозможно. Ну а после создания лазера
голография начала интенсивно развиваться.
Первая 3D-голограмма была записана Юрием Денисюком в Советском Союзе в
1962 году, а позднее в том же году - Эмметом Лейтом и Юрисом Упатниксом в
Мичиганском университете в США. Усовершенствования в области фотохимии,
позволившие создавать высококачественные голограммы, разработаны
Николасом Джей Филипсом.
В 1967 году рубиновым лазером был записан первый голографический портрет.
В результате длительной работы в 1968 году Юрий Денисюк получил
высококачественные голограммы, которые восстанавливали изображение
отражая белый свет. Для этого им была разработана своя собственная схема
записи, получившая название схемы Денисюка, а полученные с ее помощью
голограммы называются голограммами Денисюка.
Наиболее многообещающее изобретение в короткой истории рассматриваемой
технологии – массовое производство дешевых твердотельных лазеров, широко
применяемых в миллионах DVD-рекордеров, оказавшихся полезными и в
области голографии. Эти компактные, дешевые лазеры вполне могут сменить
дорогие, большие, газовые лазеры, ранее использовавшиеся для создания
голограмм. Потому теперь есть возможность для широкого применения данной
разработки в научных исследованиях, для хранения различного рода
данных.
