Suured holograafilised ekraanid ei ole enam ulme, kuigi vajavad pöörast andmevoogu

 (12)
Suured holograafilised ekraanid ei ole enam ulme, kuigi vajavad pöörast andmevoogu
Hologrammi on võimalik vaadata erinevatelt külgedelt. Nii võiks see olla ka päriselus … tarvidusel ka elusuurusesfyysika.ee

Holograafia ei ole tegelikult surnud, kujutlus holograafilistest avataridest, kes meie asemel koosolekul istuvad või koju kätte toodud ruumilisest maailmast toidab endiselt terve armee teadlaste ja inseneride meeli, kunstnikest, disaineritest ja müügimeestest rääkimata.

Seda küll, et kuuekümnendatel suurte lootustega alustatud arendused jäid toppama tehnoloogia taha, see lihtsalt ei olnud veel piisavalt kaugele arenenud. Nüüd on teadlased astunud pika sammu suurte holograafiliste ekraanide poole.

Daniel Smalley koos kaastöölistega Massachusetts’i Tehnoloogiainstituudist (MIT) on välja arendanud uut tüüpi valgusmodulaatori (ekraani), mis on ühtaegu sobilik värviliste hologrammide esitamiseks ja ka odav toota – see, mis maksis enne sadu tuhandeid dollareid maksab nüüd tuhat. Süsteem kodeerib hologrammi laseri kiirde, kasutades selleks liitium niobaadist (LiNbO3) valmistatud valgusfiibrite külge kinnitatud akusto-optilisi modulaatoreid. Moduleeritud kiirt skaneeritakse nii, et tekiks vajalik valguse ajalis-ruumiline jaotus (vt joonis allpool).

Holograafilise projektori optiline skeem. fyysika.ee
Seotud lood:

See kõik on paras raketiteadus ka ülikoolis füüsikat õppinud inimesele …

Eriti segadusse ajav peaks seadme skeem olema neile, kes gümnaasiumis ikkagi proovisid aru saada, misasi see hologramm õigupoolest on. Kui võtate e-õpiku lahti ja uurite seal alajaotust Difraktsiooni ja interferentsi rakendusi, siis leiate vastavad seletused üles – hologrammi kujutatakse plaadina. Segaduses võiks olla ka 21. sajandi tehnovidinaid näinud inimene – 3D telerid ja kino on juba ammu igapäevane nähtus, milleks meile veel mingisugune raketiteadus? Hea uudis on see, et need kaks esmast segadust on siiski võimalik mingil määral ära klaarida.

Selline näeb välja loodud holograafilise projektori prototüüp. fyysika.ee

Vajadus õpikus kirjeldatud holograafia põhimõttest erineva lähenemise järele tuleneb ulmelistest andmemahtudest, mis on hologrammide, järelikult ka holograafilise kino taasesitamiseks vajalikud. Üsna lihtsalt on võimalik näidata, et tarvilik pikslite arv hologrammil, so objektidelt peegeldunud valguse täielikul üleskirjutusel, on arvutatav valemi järgi:

θ on selles valemis vaatenurk, λ lainepikkus, d ja w annavad hologrammi mõõtmed.

10x10cm hologrammi jaoks annab see valem 25x109, ehk siis 25 miljardit, mis vastab ca 130000x130000 pikslisele modulaatorile. Kui tahta sellisel modulaatoril näidata 60 kaadrit sekundis, siis tähendab see andmevoogu 12 terabitti sekundis. See on hullumeelsus igasuguste standardite järele. Smalley pakutud meetod teeb mõningaid mööndusi tulemuse kvaliteedis ja viib vajadused ja võimalused kokku uskumatuna näiva 50 gigapiksi juures sekundis, kusjuures seda tulemust on võimalik lihtsalt ja odavalt ülespoole (st suurematele ekraanidele vastavaks) skaleerida. Sellest ka tulemuse uudisväärtus – holograafiline kino ei ole enam ulme.

Mis 3D kinosse puutub … ühes hiljutises ülevaateartiklis loetleti üles ca 30 erinevat meetodit, kuidas on võimalik tekitada inimesele ruumilise pildi nägemise aisting, kas siis prillidega või ilma prillideta (valguse aasta edenedes teeme ka neist asjust veidi pikemalt juttu). Erinevus holograafia ja 3D kino/televiisori vahel seisneb põhiliselt selles, et hologrammil olevate esemete taha on võimalik vaatepunkti muutes vaadata (liiguta pead kõrvale, nagu seda ka päriselus teeksid), 3D kinos ei ole. Ja selles ei ole füüsikud süüdi, et sõna “holograafia” kasutatakse uuematel aegadel tihti igasuguste ruumiliste piltide kohta.