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光谷“上新”黑科技,飛秒激光器“點(diǎn)亮”空氣生成可觸3D影像

激光制造網(wǎng) 來源:長江日報2022-08-12 我要評論(0 )   

空氣還能被點(diǎn)亮?近日,在東湖高新區(qū)的虹拓超快激光聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,研發(fā)人員用原本不可見的激光,“擊穿”了空氣,“長江日報”“馬蹄蓮”“鮮花”等漢字和圖形隨后在空氣...

長江日報大武漢客戶端8月8日訊(記者譚芳)空氣還能被點(diǎn)亮?近日,在東湖高新區(qū)的虹拓超快激光聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,研發(fā)人員用原本不可見的激光,“擊穿”了空氣,“長江日報”“馬蹄蓮”“鮮花”等漢字和圖形隨后在空氣中懸浮呈現(xiàn),還能用手觸碰。

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東湖高新區(qū)虹拓超快激光聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的飛秒激光器生成空中3D實(shí)像。 記者高文舉 通訊員余樂 攝


這讓人稱奇的一幕,是虹拓超快激光聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室曹祥東團(tuán)隊(duì)的最新成果。團(tuán)隊(duì)研發(fā)出的高能量、高峰值功率飛秒激光器,能將2瓦功率轉(zhuǎn)換為百萬兆瓦級,在空中實(shí)現(xiàn)真實(shí)可觸的3D圖像。


“2瓦是很小的功率,什么也做不了,但是2瓦的飛秒(1秒的一千萬億分之一)就不得了?!痹搶?shí)驗(yàn)室主任曹祥東說,擊穿空氣,需要100太瓦每平方厘米的能量密度,即飛秒激光在指甲頭大小面積上,達(dá)到100太瓦能量輸出,在飛秒的時間尺度釋放出來電離空氣。新研發(fā)的飛秒激光器可以將小能量轉(zhuǎn)化為大能量,聚起“最快的光”,把空氣“點(diǎn)亮”。

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東湖高新區(qū)虹拓超快激光聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的飛秒激光器生成空中3D實(shí)像。 記者高文舉 通訊員余樂 攝


這一新技術(shù)形成的3D實(shí)像有別于傳統(tǒng)3D顯示技術(shù),有望給顯示領(lǐng)域帶來新變革。曹祥東介紹,目前,大多數(shù)3D顯示技術(shù)是利用雙眼視覺差異及人腦虛擬合成的方式,在屏幕上呈現(xiàn)“偽3D圖像”。而這一飛秒激光器,利用三維物理空間來渲染圖形,通過激光讓每個體素(對應(yīng)平面顯示中的像素)發(fā)光或反射光,在三維空間中排列成像。這也意味著,觀看者可以全角度、無死角觀看到3D圖像。


“空氣是它唯一需要的介質(zhì)。”曹祥東介紹,這一飛秒激光顯示技術(shù)的優(yōu)勢還體現(xiàn)在,它不需要任何屏幕,也不需要水霧等介質(zhì),只要用空氣,原則上,在海洋、高空成像,都沒問題。


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  東湖高新區(qū)虹拓超快激光聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的飛秒激光器生成空中3D實(shí)像。 記者高文舉 通訊員余樂 攝


  曹祥東介紹,目前,這種用于空中成像的飛秒激光器已經(jīng)達(dá)到商用要求,在性能、成本、體積等各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到世界領(lǐng)先水平,關(guān)鍵技術(shù)全部實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。未來,團(tuán)隊(duì)將通過對飛秒激光脈沖時空分布進(jìn)行復(fù)雜編輯和控制,精確調(diào)控體素的亮度、顏色及持續(xù)時間等特征參數(shù),進(jìn)一步升級飛秒激光器功率,實(shí)現(xiàn)超大幅面空中真實(shí)3D顯示,“比如,在長江上搭起一公里長的大屏顯示,是可以實(shí)現(xiàn)的”。

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