새로운 '홀로그램'장치로 입자를 공중에 비추어 얇은 공기에서 3D 물체 생성

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잠시 눈을 감고 홀로그램을 그리십시오. 잠시 동안 머리에 대고 눈을 뜨고 계속 읽으십시오.

준비된?

이미지는 어떻게 생겼습니까? 추측은 다음과 같습니다. "스타 워즈"영화의 홀로그램과 같이 약간의 각도에서 볼 수있는 얇은 공기로 투사되는 파란색의 깜빡이는 이미지. ( "오비완 케노비 도와주세요! 당신은 나의 유일한 희망입니다!")

그러나 실제 세계에서 홀로그램을 보는 것은 실제 물체를 보는 것과 크게 다릅니다. 레이저는 이미지를 플라스틱 및 유리와 같은 일부 매체에 투사하는 데 사용되어야합니다.이 매체는 빛을 구부리고 반사하여 이미지가 시청자에게 3 차원으로 나타납니다. 그러나 보는 사람의 눈이 아주 좁은 시야에있을 때만 작동하며, 거의 레이저 영사 바로 맞은 편에 있습니다. (HowStuffWorks는 이런 종류의 시스템에 대해 꽤 잘 설명되어 있습니다.)

그러나 브리검 영 대학교 (Brigham Young University)의 한 연구팀은 홀로그램과 같은 스테로이드 같은 스테로이드 같은 조각상, 3 차원 이미지를 만드는 새로운 장치를 개발했다. Nature 저널에 1 월 24 일자로 게재 된 논문에 설명 된 "광학 트랩 디스플레이"(OTD)의 투영은 실제 홀로그램보다 Leia 공주의 이미지와 훨씬 유사하게 작동합니다.

OTD는 광영동 광학 트랩 (photophoretic optical trap)이라는 이상한 기술을 활용하여 연구자들이 작은 입자를 공중에 띄워서 공기를 통해 시험 할 수있게합니다. 광학 트랩은 "가까운"빛의 빔으로 입자를 때린다 고 연구원들은 썼다. (이 빛은 사람이인지 할 수있는 것의 가장 낮은 가장자리에서 405 나노 미터의 파장을가집니다.)

그 빛은 한쪽에서 입자를 가열합니다-5와 100 마이크로 미터 사이의 셀룰로오스 얼룩 (일반적인 박테리아 크기의 10 분의 1에서 평균 사람 머리카락의 지름보다 약간 큰 범위). 불균일 한 가열은 입자에 작용하는 힘을 만들어내어 뜨거운면에서 차가운면으로 움직인다. 그런 다음 입자는 작은 엔진처럼 작동하여 가열 된면이 가리키는 방식과 반대 방향으로 압축됩니다.

이 방법을 사용하여 팀은 한 번에 몇 시간 동안 최대 1,827mm (초당 71.9 인치 또는 약 4.1mph)의 속도로 입자의 움직임을 정확하게 제어 할 수있었습니다.

입자가 갇 히면 팀은 움직일 때 다른 색상의 레이저로 충돌합니다. 입자가 충분히 빠르게 움직이면 카메라 나 사람의 눈의 관점에서 공간을 가로 질러 그 색과 빛이 번져서 완전히 3D 물체의 환상을 만들 수 있습니다.

그리고 그 효과는 강력합니다. 이 팀은 OTD를 사용하여 모든 각도에서 볼 수있는 고해상도 풀 컬러 이미지를 만들었습니다. 비록 대부분 측면에서 몇 센티미터 (1 인치 또는 2 인치)에 불과한 작은 볼륨을 차지했습니다.

이 이미지는 실제 프리즘처럼 다른 각도에서 볼 때 완전히 다르게 보이는 프리즘을 보여줍니다.

(이미지 제공 : 브리검 영 대학교 / 자연)

그리고 이것은 긴 코트를 입은 사람을 보여줍니다. 축소 버전은 프로젝터 설정을 보여줍니다.

(이미지 제공 : 브리검 영 대학교 / 자연)

연구원들은이 기사의 맨 위에있는 인간 팔의 작은 모델처럼 다른 물체를 감싸는 가벼운 조각품을 만들 수도있었습니다.

물론 다른 기술과 마찬가지로 OTD에는 한계가 있습니다. 입자의 최고 속도는 OTD가 생성 할 수있는 이미지의 크기와 복잡성을 제한하며, 현재 버전은 레이저 반대편 표면에 가벼운 "스플래쉬"를 만듭니다.

다음 단계는 다른 종류의 입자를 사용하는 것이다. 한 번에 여러 개의 입자로 작업; 이러한 문제 중 적어도 일부를 해결하기 위해 레이저의 초점을 향상시킵니다.

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