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研究人员利用激光制作气泡创建三维图像

发布日期:2020-07-26 05:49浏览次数:
研究人员早已研发出有一种全新的显示器,它通过用于激光在液体的“屏幕”中构成微小的气泡来创立三维图像,而不是在平面上绘制3D场景,显示器本身是三维的,以一种具备容积的结构。这可以在没任何3D眼镜或耳机的情况下让观众看见一个三维图像中的柱状表明。在美国光学学会的具备低影响力的研究期刊《光学》杂志上,公开发表了一篇以日本宇都宫大学的YoshioHayasaki为领导的一项研究,证明了其容积中的气泡表明可用作建构多变的彩色图形的能力。“要创立一个彩色的可改版的立体表明是具备挑战性的,因为许多三维像素或体素,用有所不同的颜色要构成立体图形,”KotaKumagai说道,他是文章的第一作者。“在我们的表明中,微泡体素的三维结构是用于探讨的飞秒激光脉冲在液体中产生的。

研究人员利用激光制作气泡创建三维图像

气泡图形可以通过转变灯光光的颜色来着色。”虽然这项新的工作是一种概念证明,该技术有可能有一天构建全彩可改版的体积立体表明。这些类型的显示器可用作艺术或博物馆的展品,观众可以以所有的方式在表明目标周围展开观赏。他们也正在探寻,协助医生在手术前可视化病人的解剖学或构建军事中先前的对地形和建筑物等目标的研究的愿景。“这种体积气泡表明是最合适如博物馆和水族馆的公共设施中展开应用于的,目前,系统设置是大的和便宜的,”Kumagai说道。“然而,在未来,我们期望提高的激光源和光学设备的大小和成本,以创立一个较小的系统,且是个人应用于可以负担得起的。”利用激光制作气泡对于新的表明气泡的现象称作多光子吸取建构,这是再次发生在飞秒激光多光子吸取的点处的光探讨情形下的。多光子吸取使得研究人员在十分准确的方位需要创立微泡,通过移动激光探讨到一个充满著液体的容器中,作为一个“屏幕”的有所不同部分。

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用于高粘度或密集的液体,避免液体中构成泡沫,但是泡泡一旦构成,立刻下降到液体的顶部方位。当外部光源例如卤素灯或大功率的LED收到光衍射到泡沫上时就不会构成可视化的图形。研究人员通过将发光二极管的颜色转换成白色、红色、蓝色和绿色来制作单色图像。他们还解释,用投影仪灯光图形可以在图像的有所不同区域产生有所不同的颜色。比起一个相接一个地创立每个泡泡,研究人员用于计算机分解的全息图构成激光3D模式,让他们掌控的微泡体素的数量和形状。

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这种方法也减少了从微气泡散射光的量,使图像更加暗淡。在论文中,研究人员展出了他们的技术,通过创立一个序列的2D泡泡图像的美人鱼,3D图形的兔子,和2D海豚图形分别具备四种有所不同的颜色。他们还找到,微泡泡的构成各不相同激光的太阳光能量,对比度可通过转变用作太阳光液体激光脉冲数修正。“我们的气泡图形具备长视角和可改版的且彩色的特点,”Kumagai说道。“虽然我们的第一个立体图形在毫米尺度,我们构建了对可改版的全彩色立体表明的第一步。”研究人员现在正在研发一个系统,该系统将用于液体内的气泡烧焦特性,使图像被转变或清理。他们也在研究可以构成更大图形的方法,这必须解决由液体屏幕、玻璃夹持的液体和空气的折射率不给定所引发的球面像劣等问题。

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