Holographischer Bildschirm wird schneller
Alle zwei Sekunden können elektronisch übertragene Hologramme auf ein photorefraktives Polymerdisplay geschrieben werden.
Holographischer Bildschirm wird schneller
Alle zwei Sekunden können elektronisch übertragene Hologramme auf ein photorefraktives Polymerdisplay geschrieben werden.
Die Übertragung von bewegten holographischen Bildern konnte man bisher nur in Science-fiction-Filmen wie „Star Wars“ bestaunen. In der Realität dauerte es mehrere Minuten, um ein einzelnes holographisches Bild auf ein Display zu schreiben. Doch jetzt haben Forscher an der University of Arizona in Tucson einen holographischen Bildschirm vorgestellt, der alle zwei Sekunden ein elektronisch übermitteltes Hologramm darstellen kann – auf Wunsch auch in Farbe.
Der von Nasser Peyghambarian und seinen Kollegen entwickelte Bildschirm besteht aus einer photorefraktiven Polymerschicht, die sich zwischen zwei transparenten Elektroden befindet. Wird mit einem Laserstrahl, der mit einem Referenzstrahl interferiert, ein Hell-Dunkel-Muster auf der Polymerschicht erzeugt, so entstehen an den hellen Stellen Elektron-Loch-Paare. Die an den Elektroden angelegte Spannung trennt die Elektronen und Löcher voneinander, sodass sich ein Raumladungsmuster bildet, das dem Hell-Dunkel-Muster entspricht.
Die Raumladungen bewirken eine Modulation des Brechungsindex der Polymerschicht. Das ursprüngliche Hell-Dunkel-Muster ist damit in ein Muster der Brechungsindexmodulationen umgewandelt worden, das eigentliche Hologramm. Dieses Hologramm kann man sichtbar machen, indem man die Rückseite der Schicht mit einer Leuchtdiode belichtet. Das Licht wird von den Brechungsindexmodulationen in komplizierter Weise gebrochen und es entsteht ein Lichtfeld, das es ermöglicht, einen im Hologramm dargestellten Gegenstand aus unterschiedlichen Perspektiven zu betrachten.
Abb. 1: Das Hologramm eines Flugzeugmodells, aus verschiedenen Perspektiven betrachtet. (Bild: P.-A. Blanche et al., Nature)
Peyghambarian und seine Mitarbeiter haben einzelne Gegenstände oder Gesichter mit 16 Kameras aus unterschiedlichen Perspektiven aufgenommen und aus der erhaltenen optischen Information ein künstliches Hologramm berechnet. Die holographische Information wurde per Datenleitung zur Steuerelektronik des Lasers übertragen, der daraufhin das Hologramm in die Polymerschicht schrieb. Für ein 100 cm2 großes Hologramm mit 1 mm2 großen „Hogel“ (holographische Pixel) dauerte der Schreibvorgang 2 s. Da jedes Hologramm bis zum nächsten Schreibvorgang erhalten blieb, konnte man es kontinuierlich betrachten.
Abb. 2: Ein farbiges Hologramm. (Bild: P.-A. Blanche et al., Nature)
Farbige Hologramme erzeugten die Forscher dadurch, dass sie drei monochrome Hologramme für rot, grün und blau gleichzeitig in die Polymerschicht schrieben. Die drei Hologramme wurden dann mit Hilfe einer roten, einer grünen und einer blauen Leuchtdiode gleichzeitig sichtbar gemacht. Im Auge des Betrachters entstand dabei ein farbiges holographisches Bild. Für ihre neue holographische Abbildungstechnik sehen die Forscher viele interessante An-wendungen z. B. in der Telemedizin, in der Kommunikation und in der Werbung.
RAINER SCHARF
Weitere Infos:
- Originalveröffentlichung:
P.-A. Blanche et al.: Holographic three-dimensional telepresence using large-area photore-fractive polymer. Nature 468, 80 (2010)
dx.doi.org/10.1038/nature09521 - Homepage von Nasser Peyghambarian an der University of Arizona in Tucson: www.optics.arizona.edu/nasser
Weitere Literatur:
- S. Tay et al.: An updatable holographic three-dimensional display. Nature 451, 694 (2008)
dx.doi.org/10.1038/nature06596
MH
