ใหม่อุปกรณ์ 'โฮโลแกรม' ช่วยยกระดับอนุภาคเพื่อสร้างวัตถุ 3 มิติในอากาศบาง

Pin
Send
Share
Send

หลับตาสักครู่แล้วถ่ายรูปโฮโลแกรม ถือไว้ในหัวของคุณสักครู่แล้วเปิดตาของคุณและอ่านต่อไป

พร้อมหรือยัง?

ภาพมีลักษณะเป็นอย่างไร นี่คือการคาดเดา: ภาพสีน้ำเงินที่กะพริบฉายบนอากาศบาง ๆ สามารถดูได้จากทุกมุม - เช่นเดียวกับโฮโลแกรมจากภาพยนตร์ "Star Wars" ("ช่วยฉันด้วยโอบีวันเคโนบี! คุณคือความหวังเดียวของฉัน!")

ในโลกแห่งความเป็นจริงการมองโฮโลแกรมนั้นไม่เหมือนกับการมองวัตถุทางกายภาพ จำเป็นต้องใช้เลเซอร์เพื่อฉายภาพลงบนสื่อบางชนิดเช่นแผ่นพลาสติกและกระจกซึ่งโค้งและสะท้อนแสงเพื่อให้ภาพปรากฏเป็นมุมมองสามมิติต่อผู้ชม แต่จะทำงานเฉพาะเมื่อสายตาของผู้ดูอยู่ในระนาบที่ค่อนข้างแคบซึ่งอยู่ตรงข้ามกับเลเซอร์ที่ยื่นออกมา (HowStuffWorks มีคำอธิบายที่ดีเกี่ยวกับระบบประเภทนี้)

อย่างไรก็ตามในตอนนี้ทีมนักวิจัยของ Brigham Young University ได้พัฒนาอุปกรณ์ใหม่ที่สร้างภาพสามมิติที่เหมือนรูปปั้นอย่างแท้จริงที่เป็นเหมือนโฮโลแกรม แต่เป็นสเตียรอยด์ การฉายภาพจาก "Optical Trap Display" (OTD) ซึ่งอธิบายไว้ในกระดาษที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 24 มกราคมในวารสาร Nature มีพฤติกรรมเหมือนภาพของ Princess Leia มากกว่าภาพโฮโลแกรมที่แท้จริง

OTD ใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีแปลก ๆ ที่เรียกว่า photophoretic optical trap ซึ่งช่วยให้นักวิจัยลอยอนุภาคขนาดเล็กและนำมันไปในอากาศ กับดักออปติคอลชนกับอนุภาคด้วยลำแสง "ใกล้มองไม่เห็น" นักวิจัยเขียน (แสงมีความยาวคลื่น 405 นาโนเมตรตรงขอบล่างของสิ่งที่มนุษย์สามารถรับรู้ได้)

แสงนั้นให้ความร้อนกับอนุภาคในด้านหนึ่งซึ่งเป็นจุดของเซลลูโลสระหว่าง 5 และ 100 ไมโครเมตร (ช่วงระหว่างหนึ่งในสิบของขนาดของแบคทีเรียทั่วไปไปจนถึงเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นผมมนุษย์โดยเฉลี่ยเล็กน้อย) ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอสร้างแรงที่กระทำกับอนุภาคนักวิจัยเขียนขึ้นทำให้มันเคลื่อนออกจากด้านที่ร้อนไปยังด้านที่เย็น จากนั้นอนุภาคจะทำหน้าที่เหมือนเครื่องยนต์เล็ก ๆ บีบอัดในทิศทางใดก็ได้ที่อยู่ตรงข้ามกับด้านที่มีความร้อนสูง

ด้วยวิธีนี้ทีมสามารถควบคุมการเคลื่อนที่ของอนุภาคได้อย่างแม่นยำด้วยความเร็วสูงสุด 1,827 มิลลิเมตรต่อวินาที (71.9 นิ้วต่อวินาทีหรือประมาณ 4.1 ไมล์ต่อชั่วโมง) เป็นเวลาต่อชั่วโมง

เมื่ออนุภาคถูกขังอยู่ทีมก็ชนกับเลเซอร์สีต่างกันในขณะที่มันเคลื่อนที่ เมื่ออนุภาคเคลื่อนที่เร็วพอมันสามารถทำให้สีและแสงทั่วทั้งอวกาศจากมุมมองของกล้องหรือสายตามนุษย์สร้างภาพลวงตาของวัตถุ 3 มิติเต็มรูปแบบ

และเอฟเฟกต์นั้นทรงพลัง ใช้ OTD ทีมสร้างภาพความละเอียดสูงและสีเต็มรูปแบบที่สามารถดูได้จากทุกมุม - แม้ว่าพวกเขาส่วนใหญ่จะครอบครองเสียงขนาดเล็กเพียงไม่กี่เซนติเมตร (นิ้วหรือสอง) ในแต่ละด้าน

ภาพนี้แสดงให้เห็นถึงปริซึมซึ่งดูแตกต่างอย่างสิ้นเชิงเมื่อมองจากมุมที่ต่างกันเหมือนกับของจริง

(เครดิตรูปภาพ: มหาวิทยาลัย Brigham Young / ธรรมชาติ)

และอันนี้แสดงให้เห็นถึงบุคคลที่อยู่ในเสื้อโค้ทยาวโดยมีเวอร์ชั่นซูมออกแสดงการตั้งค่าโปรเจ็กเตอร์

(เครดิตรูปภาพ: มหาวิทยาลัย Brigham Young / ธรรมชาติ)

นักวิจัยยังสามารถสร้างประติมากรรมแสงที่พันรอบวัตถุอื่น ๆ เช่นแขนนางแบบขนาดเล็กที่ด้านบนของบทความนี้ ...

แน่นอนเช่นเดียวกับเทคโนโลยีใด ๆ OTD มีข้อ จำกัด ของมัน ความเร็วสูงสุดของอนุภาคจะ จำกัด ขนาดและความซับซ้อนของภาพที่ OTD สามารถสร้างได้และรุ่นปัจจุบันจะสร้างแสง "สาด" บนพื้นผิวตรงข้ามกับเลเซอร์

ขั้นตอนต่อไปนักวิจัยเขียนคือพยายามใช้อนุภาคชนิดต่าง ๆ ทำงานกับหลายอนุภาคในครั้งเดียว และเพื่อปรับปรุงจุดโฟกัสของเลเซอร์เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้อย่างน้อย

Pin
Send
Share
Send