Исследователи разработали новый принтер, который производит цифровые трехмерные голограммы с беспрецедентным уровнем детализации и реалистичным цветом. Новый принтер может использоваться для создания цветных изображений объектов или сцен с высоким разрешением для музейных экспозиций, архитектурных моделей, произведений изобразительного искусства или рекламных объявлений, которые не требуют очков или специальных средств просмотра.
15-летний исследовательский проект был направлен на создание голографического принтера со всеми преимуществами предыдущих технологий, устраняя известные недостатки, такие как дорогие лазеры, низкая скорость печати, ограниченное поле зрения и ненасыщенные цвета", - сказал руководитель исследовательской группы Ив Генте из компании Ultimate Holography во Франции. "Мы добились этого, создав принтер CHIMERA, который использует недорогие коммерческие лазеры и высокоскоростную печать для получения голограмм с высококачественным цветом, который охватывает большой динамический диапазон."
В журнале Optical Society (OSA) Journal Applied Optics исследователи описывают новый принтер, который создает голограммы с широкими полями зрения и полным параллаксом на специальном фотоматериале, который они разработали. Полные параллаксные голограммы реконструируют объект так, что он виден во всех направлениях, в данном случае с полем зрения, охватывающим 120 градусов.
Принтер может создавать голограммы из трехмерных компьютерных моделей или из сканированных изображений, полученных с помощью специального сканера, разработанного исследователями. Высококачественные голограммы могут даже использоваться в качестве мастеров для производства голографических копий.
Создание лучшего принтера
При разработке нового голографического принтера исследователи тщательно изучили две ранее разработанные технологии голографического принтера, чтобы понять их преимущества и недостатки.
"Компании, участвовавшие в разработке первых двух поколений принтеров, в конечном итоге столкнулись с техническими ограничениями и закрылись", - сказал Гентет. "Наша небольшая, самофинансируемая группа обнаружила, что было важно разработать высокочувствительный фотоматериал с очень мелким зерном, а не использовать коммерчески доступный жесткий материал, как предыдущие системы."
Исследователи разработали новую систему, которая печатает голограммы, такие как та, что показана с беспрецедентным уровнем детализации и реалистичным цветом. Кредит: C Yves Gentet Принтер CHIMERA использует красные, зеленые и синие маломощные серийно выпускаемые непрерывные волновые лазеры со шторками, которые регулируют экспозицию для каждого лазера в течение нескольких миллисекунд. Исследователи также создали специальную антивибрационную механическую систему, которая удерживала голографическую пластину от движения во время записи.
Голограммы создаются путем записи небольших голографических элементов, известных как hogels, один за другим с использованием трех пространственных модуляторов света и специально разработанной полноцветной оптической печатающей головки, которая обеспечивает 120-градусный параллакс. После печати голограммы разрабатываются в химических ваннах и запечатываются для защиты.
Размер hogel можно переключить между 250 и 500 микронами и тарифом печатания отрегулированным от 1 до 50 герц (Hz). Например, если используется Хогель размером 250 мкм, максимальная скорость печати составляет 50 Гц. При такой скорости печать голограммы размером 30 на 40 сантиметров займет 11 часов, что примерно в два раза меньше, чем при использовании предыдущих систем, основанных на импульсных лазерах.
Высокая яркость и четкость
Исследователи использовали новую технологию для печати голограмм размером до 60 на 80 сантиметров, на которых были изображены различные цветные объекты, включая игрушки, бабочку и музейный объект.
"Новая система предлагает гораздо более широкое поле зрения, более высокое разрешение и заметно лучшую цветопередачу и динамический диапазон, чем предыдущие системы", - сказал Гентет. "Полноцветный голографический материал, который мы разработали, обеспечивает улучшенную яркость и четкость, в то время как маломощные непрерывные волновые лазеры делают систему простой в использовании."
Исследователи говорят, что по мере совершенствования технологий, особенно программного обеспечения 3-D, можно расширить их подход к печати голограмм в медицинских или других передовых приложениях.
