Heli aitab liikuvaid hologramme luua ({{commentsTotal}})

Liblika hologramm.
Liblika hologramm. Autor/allikas: Daniel Smalley/Creative Commons

Insenerid esitlevad ajakirjas Nature ilmunud töös uut holograafilise pildi esitamiseks sobilikku lahendust, milles kasutatakse hologrammide tekitamiseks vajalike lainejuhtide muutmiseks helilained. Tehnikat rakendades on hinnanguliselt võimalik nähtavat stseeni uuendada rohkem kui kolmkümmend korda sekundis.


Valdav enamik näiliselt kolmemõõtmelist pilti pakkuvatest lahendustest rajanevad sügavuse loomise illusioonil. Alternatiivselt lasevad nad peamise töö teha ära ajul, mis näiteks kahest erinevast pildist ühe kolmemõõtmelise pildi rekonstrueerib. Valdav enamik tõelistest hologrammidest on staatilised. Ulmefilmidest tuntud liikuvate kujutiste uuendamiseks kulub tegelikult mõni minut. Tõeliste hologrammide loomisel tuleb luua illusioon, nagu oleks silma jõudev valgus reaalse eseme pinnalt peegeldunud.


Efekti loomiseks on vaja omakorda luua tingimused täpselt kontrollitud interferentsi toimumiseks. Teineteist tugevdavad valguslained looksid eredamaid piirkondi, mil vastasfaasis olevate lainete interferentsil tekiksid tumedad piirkonnad. Sobivaid materjale kasutades saab valguslainete levimise suunda soovitud reaalset objekti meenutava interferentsimustri tekitamiseks piisavalt hästi muuta. Uue hologrammi esitamiseks on aga vaja lainejuhtide täpset paigutust taas muuta, mis nõuab lisaks ajale ka head arvutusvõimsust vajaliku konfiguratsiooni prognoosimiseks.


Enamasti kasutatakse taolistes lahendustes vedelkristalle. Paraku on nendel põhinevate valguse modulaatorite probleemiks nii nende hind, madal resolutsioon ja ülekandekiirus kui ka probleemid lahenduse suuruse vähendamisega, mis tähendab otseselt väiksemat lahutusvõimet. Uue töö autoriteks olevad Massachusettsi tehnikaülikooli insenerid on üritanud probleemi lahendada läbi läbipaistava kristalli saadetavate helilainetega. Helilained muudavad selle struktuuri ja seega ka murdumisnäitajat, mõjutades omakorda materjali läbiva valguse teekonda.


Lähenemisviis põrkus taas suurusega seotud probleemidega. Seega otsustas töörühm nüüd kasutada mikroskoopilisi kristalli uuristatud lainejuhte, mis valguse teekonda täpselt kontrollida võimaldavad. Viimaks lisas Michael Bove koos kolleegidega nendesse ka väikese elektroodi, mis raadiolaineid vastu võttes võnkuma hakkavad ja helilaineid tekitavad. Seeläbi on võimalik hologrammi muuta pelgalt raadiolainete muutmisega. Samad lainejuhid toimivad nii punast-, sinist- kui rohelist valgust kasutades. Lõpptulemusena saab seega luua värvilisi hologramme.


Uurimuses esitletud prototüüp koosneb 40 kanalist ja demonstratsioonil uuendati hologrammi, mille lahutusvõime oli 156x177 600 pikslit viis korda sekundis. Töörühma sõnul on ühe meetri pikkuse horisontaalse joone tekitamiseks vaja umbes 500 kanalit. Samas eksperimenteerivad nad juba praegu 1250 lainejuhiga prototüübiga.


Lahenduse eeliseks on selle hind. Esitletud prototüübi valmistamine maksis veidi alla 40 euro, ent selle maksumus langeks tööstusliku tootmise puhul kordades. Kuigi lahenduse võimaldab hologramme uuendada rekordilise kiirusega, jääb selle lahutusvõime veel tänastele parimatele lahendustele alla.


Töörühma uurimus ilmus ajakirjas Nature.

Toimetas Jaan-Juhan Oidermaa


Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: