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触摸神奇的光芒

短激光脉冲在空中创造出手指友好的 3-D 全息图。

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图片来源:Yoichi Ochiai/筑波大学

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在八月份洛杉矶的一个科技展上,日本研究人员用高能激光汽化了参观者的指尖。他们并不是在展示一种新的酷刑。相反,首席研究员落合阳一说,他们的激光等离子显示器是娱乐的未来。

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落合 创造了 第一个可以被物理触摸和操纵的空中全息图。 他通过精确地聚焦红外激光,选择性地电离或从光束焦点处的空气分子中窃取电子来实现这一点,从而产生蓝白色的等离子体闪光。每秒 20 万次闪光足以产生三维移动图像。

1. 飞秒激光系统发出超短激光脉冲。 2. 空间光调制器使用计算机控制的像素阵列调整激光强度,从而生成全息图像。 3. 反射镜将光束聚焦到特定位置,在特定的横向 (X,Y) 和轴向 (Z) 点上排列每个单独的体素(3-D 像素的术语)。 聚焦的光束激发空气,电离电子并创建蓝白色光点。 4. 摄像机捕捉用户交互。(图片来源:Jay Smith based on Yoichi Ochiai et al./筑波大学/宇都宫大学/名古屋工业大学/东京大学/索尼 CSL)

Jay Smith based on Yoichi Ochiai et al./筑波大学/宇都宫大学/名古屋工业大学/东京大学/索尼 CSL

通常,等离子体非常危险地热; 落合的纳秒爆破试验迅速烧毁了皮革碎片。 但是通过将脉冲从纳秒缩短到飞秒(千兆分之一秒的百万分之一),落合的团队可以使等离子体对手指安全。 尽管超短脉冲确实会电离皮肤表面,将其变成等离子体,但时间不足以造成损害。 相反,电离会在手指表面产生冲击波,从而产生刺痛感。 落合说,感觉就像触摸砂纸。

与肉体接触也会使等离子体变亮,落合计划利用这种效果来制作交互式全息图,并指出这种变亮可以为视频跟踪提供视觉提示。

用户不仅可以触摸全息图,而且这样做还可以改变图像,从而在未来实现交互式应用。(图片来源:Yoichi Ochiai/筑波大学)

Yoichi Ochiai/筑波大学

他打算做大的。 落合设想在音乐厅和体育场中提供完全沉浸式的全息体验,以及用于道路和跑道的空中 3-D 标记,所有这些都将在几十年内实现。 “我是一位 28 岁的助理教授,”他评论道。“我想我可以在退休前完成它。”

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