Фемтосекундный лазер рисует в воздухе «огни фей»

Японским инженерам недавно удалось создать сенсорные голограммы — трёхмерные виртуальные объекты, которые можно потрогать руками.

Система «Fairy Lights» (огни фей) рисует объёмные пиксели — воксели — прямо в воздухе (а также в прозрачных жидких и твёрдых средах), используя для этого луч лазера высокой интенсивности, испускающего сверхкороткие импульсы. В фокусе луча возникает светящаяся плазменная точка, а система трёхмерной развёртки из движущихся зеркал создаёт из таких вокселей объёмную картинку. На данном этапе производительность оборудования при длительности импульса 269 фс позволяет генерировать до 200 тыс. вокселей в секунду.

Камеры отслеживают прикосновения, что позволяет взаимодействовать с рисуемыми в воздухе виртуальными объектами. Кроме того, плазменные воксели при генерируют ударные волны, благодаря чему в пальцах возникает ощущение прикосновения к чему-то реально существующему.

Попытки получения интерактивных голограмм предпринимались и раньше, но прикосновение к ним приводило к ожогам. Проведенные авторами новой разработки эксперименты показали, что использование фемтосекундных импульсов делает взаимодействие с голограммой безопасным для кожи.

Возможности, открываемые этим изобретением практически безграничны. Они включают рисуемые в воздухе компьютерные клавиатуры и пользовательские интерфейсы, а также такую экзотику как видеоконференции «с ощущениями».

Впервые этому систему, плод коллективной деятельности сотрудников Центра оптических исследований Университета Утсуномия, Технологического института г. Нагоя, Токийского университета, представил в Лос-Анджелесе на конференции SIGGRAPF 2015 доктор Ёичи Очиаи (Yoichi Ochiai) из Университета г. Цукуба.