Les bulles générées par laser créent 3D liquid Images

Les chercheurs ont développé un tout nouveau type d'affichage qui crée des images 3D en utilisant un laser puissant pour former de minuscules bulles à l'intérieur d'un «écran» liquide. Au lieu de rendre une scène 3D sur une surface plane, l'affichage lui-même est en trois dimensions, une propriété connue sous le nom volumétrique. Cela permet aux spectateurs de voir une image 3D dans l'affichage en colonne à partir de tous les angles sans lunettes 3D ou casques.

UTSUNOMIYA, Japon. Un affichage volumétrique de bulles à l'aide de lasers permet aux spectateurs de voir des images 3D sans lunettes 3D ou casques.

Le chercheur Kota Kumagai de l'Université d'Utsunomiya au Japon a déclaré que le nouveau travail est actuellement une preuve de concept, mais un jour pourrait permettre plein écran colorimétrique actualisable.

«La création d'un affichage volumétrique entièrement actualisable en couleur est difficile parce que de nombreux pixels tridimensionnels, ou voxels, de couleurs différentes doivent être formés pour produire des graphiques volumétriques», a déclaré Kumagai. "Dans notre affichage, les voxels de microbulles sont générés en trois dimensions dans un liquide en utilisant des impulsions laser femtosecondes focalisées. Les graphiques à bulles peuvent être colorés en changeant la couleur de la lumière d'illumination.

Les bulles générées par laser créent une image 3D dans un liquide.
Ce graCe graphique de sirène est créé à partir de bulles générées par laser en suspension dans un "écran" et éclairé par une lampe halogène.

Ces types d'affichages pourraient être utilisés pour les expositions d'art ou de musée, où les téléspectateurs peuvent marcher tout le chemin autour de l'affichage. Ils sont également explorés pour aider les médecins à visualiser l'anatomie d'un patient avant la chirurgie ou à laisser les militaires étudier le terrain et les bâtiments avant une mission.

Les bulles sont créées par un phénomène connu sous le nom d'absorption multiphotonique, qui se produit lorsque plusieurs photons d'un laser femtoseconde sont absorbés au point où la lumière est focalisée. L'absorption multiphotonique a permis aux chercheurs de créer des microbulles à des emplacements très précis en déplaçant le foyer de la lumière laser vers diverses parties d'une cuvette remplie de liquide qui a agi comme un «écran». L'utilisation d'un liquide épais empêche les bulles, une fois formées, de remonter immédiatement au sommet du liquide.

Les graphiques à bulles sont visibles lorsque la lumière provenant d'une source de lumière externe, telle qu'une lampe halogène ou une DEL haute puissance, est dispersée. Les chercheurs ont produit des images monochromatiques en blanc, rouge, bleu et vert en changeant la couleur de la LED illuminante.

Plutôt que de créer chaque bulle un par un, les chercheurs ont utilisé un hologramme généré par ordinateur pour former des modèles 3D de lumière laser qui leur permettent de contrôler le nombre et les formes des voxels de microbulles. Cette approche a également augmenté la quantité de lumière dispersée à partir des microbulles, rendant les images plus lumineuses.

La formation de microbulles dépend de l'énergie d'irradiation du laser et le contraste peut être modifié en changeant le nombre d'impulsions laser utilisées pour irradier le liquide.

«Nos graphiques à bulles ont un large angle de vue et peuvent être rafraîchis et colorés», a déclaré Kumagai. "Bien que nos premiers graphiques volumétriques soient à l'échelle de millimètres, nous avons franchi la première étape vers un affichage volumétrique couleur pleinement actualisable. "

Les chercheurs sont en train de développer un système qui utiliserait un flux à l'intérieur du liquide pour faire éclater les bulles, permettant à l'image d'être changé ou effacé. Ils travaillent également sur des méthodes qui pourraient permettre la formation de graphiques plus grands, ce qui nécessite de surmonter les aberrations sphériques causées par l'inadéquation de l'indice de réfraction entre l'écran de liquide, le verre contenant le liquide et l'air.

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