Arizona ülikooli teadlaste poolt välja töötatud hologrammide kirjutamise tehnika viib mänguasja staatuse omandanud leiutise peaaegu ulmefilmide tasemele.
Hologrammid võivad tunduda justkui leiutis mõnest ulmefilmist. Kaugete tähtede taha saadetav kangelase rääkiv kolmemõõtmeline kujutis annab olemuselt selleks ka piisavalt põhjust, kuid Tähesõdadest tuttavad hologrammid on argipäeva osaks saamisele suure sammu võrra lähemal. Peaaegu reaalajas vahetuvad hologrammpildid juba praegu väga reaalsed.
Ajakirjas Nature avaldatud artiklis demonstreerib Arizona ülikooli töörühm eesotas Nasser Peyghambariani ja Pierre-Alexandre Blanche‘ga uut tüüpi plastikkilet, mille abil on võimalik hologrammsalvestisi näidata peaaegu video kiirusega. Veelgi enam – elektrooniliseks signaaliks muudetuna on neid võimalik ükskõik kuhu planeedil asuvasse punkti saata.
Uut tüüpi hologrammide kirjutamise viis toob rakendused argielule lähemale. Foto:(Credit: Nasser Peyghambarian / Nature
Teadlased on loonud selliseid hologramme juba aastakümneid. Dennis Gabori poolt 1947. aastal tehtud ennustuste kohaste suurejooneliste praktiliste rakenduste asemel on need omandanud pigem mänguasja maine, hoolimata nende loomisel kasutatavast keerukast tehnoloogiast. Üheks suurimaks probleemiks oli holograafiliste piltide loomiseks kasutava materjali maksumus ning probleemseks osutus ka sellega suuremõõtmelistemate pindade katmine.
Kõik muutus kaks aastat tagasi. Peyghambarianil õnnestus koos oma kolleegidega luua materjal, mis oli tavalisest tunduvalt odavam ning sellega oli kerge ka suuri aluspindu luua. Kuigi liikuvatest piltidest oli saavutus veel kaugel, oli võimalik materjalile joonistada laseriga uus pilt iga nelja minuti tagant. Ühe holograafilise piksli kirjutamiseks on vaja vaid ühte laseriimpulssi.
Ilmuvas uurimuses kirjeldatakse, kuidas 16 kaamerat kasutades salvestatakse erinevatest objektidest või inimestest kahedimensioonilised pildid, mis saadetakse arvuti abil suvalisse soovitud kohta. „Holograafiline suhtlus tähendab, et me saame lindistada kolmedimensioonilise pildi ühs asukohas ning näida seda ükskõik, mis maailma punktis,“ ütles Peyghambarian.Interferentsi mustrite arvutamise eest hoolitsevad arvutid. Uue lahenduse abil on võimalik järgmist kaadrit joonistama hakata juba enne, kui eelmine täielikult kaob, kiirusega üks pilt kahe sekundi jooksul.
Aegluubis filmi vaatamiseks ei ole vaja peale hologrammi kirjutamissüsteemi mitte midagi muud peale mingisuguse valguskiirguse allika. Praeguste 3D-televisiooni vaatamiseks on vaja vastavaid prille ning istuda täpselt ekraani keskel. Erinevalt standardsetest 3D filmidest, mis pakuvad samast objektist veidi erinevat perspektiivi, on holograafilised pildid ehitatud mitmete kaamerate salvestusele.
Teadlaste hinnangul oleks võimalik projitseerida täielik 360-kraadine hologramm, kus ekraani ees seisev inimene näeb näiteks lennuki esiotsa, mil ekraani taga seisja näeks selle sabaosa. Kuigi “Tähesõdade” printsess Leia ei esitaks oma holograafilist appikutset tehnoloogia abil paljas õhus, on see hoolimata edasise arendustöö vajalikkusest siiski samm edasi. Töörühm loodab esimeste praktiliste rakendusteni jõuda paari aastaga.
Joonistavate kaadritega sagedust on vaja praeguse asemel tõsta 30 kaadrini sekundis, et tunduvalt reaalsemat pildi liikumisttunnetust edasi anda. Põhiliseks probleemiks on nii kiiresti kirjutamiseks sobilike laserite ülienergeetilisus, mille poolt kiiratavad valguseosakesed rebiksid kile tükkideks.
„Materjal vajab ühe hogeli (hologrammi piksli) kohta umbes 200mJ/cm² jagu energiat. Sagedusega 50 Hz on see saavutatav viie vatise laseriga. Video jaoks on meil vaja kirjutada 60 korda kiiremini ehk 100mJ impulsi tekitamine 3 kHz nõuab 300 W laserit. See on elajas!,“ möönis Blanche.
Võrdluseks on tüüpilise laserpointeri võimsus 1 mW ehk 300 W laser on sama võimas, kui korraga töötavad 300 000 laserpointerit. Seega keskendub töörühm pigem materjali tundlikuse arendamiseks – 5 W laseri kasutamiseks peab materjal olema 60 korda tundlikum. Samuti peab tõeliste holofilmide jaoks olema ekraan tunduvalt suurem ning detailide rohkema pildi ning kõrgema resolutsiooni jaoks on vaja lisakaameraid.
Professor Peyghambarian jäi aga uurimuse esitlusel optimistlikuks: „Ma ei usu, et on olemas mingisugune füüsika, mis takistaks meil oma eesmärke saavutamast.“
Uurimus ilmus 4.novembril ajakirjas Nature.