Skaitmeninė holografija yra būdas užregistruoti 3D informaciją naudojant skaitmeninius fotoaparatus. Šiandien jis jau yra plačiai pritaikomas praktikoje ir ateityje, mokslininkai įsitikinę, bus nepakeičiamas daugelyje sričių, pradedant medicina ir baigiant astronomija. Apie skaitmeninės holografijos dabartį ir ateitį.
- „Salik.biz“
Fiziniai holografijos principai
Holografija yra metodas, leidžiantis užregistruoti informaciją apie objektą ir atkurti jo atvaizdą, taip pat ir trimatėje formoje. Tai pasiekiama užregistravus ne tik šviesos amplitudę (kaip standartinėje fotografijoje), bet ir fazę, kuri leidžia iš hologramos rekonstruotą vaizdą stebėti įvairiais kampais.
Hologramos įrašomos registruojant bendrą dviejų šviesos pluoštų amplitudę: objekto (atspindimo iš objekto arba per jį perduodamo) ir referencinio. Jei jie yra darnūs vienas su kitu - jie turi nuolatinį fazių skirtumą - tada pluoštų superpozicijos plokštumoje susidaro trukdžių schema, kurią fiksuoja skaitmeniniai fotojutikliai arba šviesai jautrios laikmenos.
Pasaulio tendencijos
Naudodamiesi skaitmenine holografija, galite sukurti realią trijų matmenų objektų ir scenų vizualizaciją. Tam nereikia specialių akinių stebint scenas ar specialios stebėtojo padėties. Šiuo principu dabar aktyviai kuriami trimatės ekranai, kurie leidžia vaizduoti aukštos kokybės vaizdus. Kaip tikina mokslininkai, artėja momentas, kai hologramų spalvotų vaizdų spalva bus panaši į nuotraukų, o atkuriant trimatį objekto vaizdą.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Vienas iš dabartinių pasiekimų yra 5G ryšys, naudojant holografinius principus, kad būtų galima sukurti pašnekovo įvaizdį. Ekspertai mano, kad po kelerių metų ši technologija galės tapti komercine paslauga.
Ypač daug žadanti kryptis yra 3D spausdinimas naudojant hologramas. Dalies holografinis vaizdas padalijamas į dalis projekcijomis ir tada, valdant programą, atliekamas greitas kiekvienos projekcijos spausdinimas sluoksniais.
Aktyviai plėtojamos moksliniuose ir taikomuosiuose tyrimuose naudojamos skaitmeninės holografijos sritys: holograminė mikroskopija (mikro- ir nanobjektų vizualizacija) ir holografinė interferometrija (objekto parametrų pokyčių dinaminė registracija - temperatūra, forma, lūžio rodiklis).
Be to, skaitmeninė holografija jau plačiai naudojama medicininiame ir biologiniame vaizdavime, duomenų kodavimo, perdavimo ir saugojimo sistemose, be to, tai leidžia padidinti produktų, banknotų ir banko kortelių saugumą.
Rusijos pasiekimai
Šiandien holografijos - tiek analoginės, tiek skaitmeninės - tyrimus atlieka daugybė universitetų ir kompanijų, kurių laboratorijose pasiekta reikšmingų rezultatų.
Pavyzdžiui, NRNU MEPhI įdiegė hologramų, kurių skiriamoji geba yra mažiausiai 2 milijonai pikselių, dinaminio įrašymo, perdavimo ir realaus laiko optinio demonstravimo sistemą. Tai leidžia nuotoliniu būdu atkurti scenas ir objektus, įrašytus tiek optiniu, tiek infraraudonųjų spindulių diapazonu - tai gali būti naudojama, pavyzdžiui, informacijai įrašyti agresyvioje aplinkoje.
Šiandien, norint perduoti holografinį vaizdo įrašą, reikalingas kanalas, kurio pralaidumas ne mažesnis kaip gigabitų per sekundę vienetas, todėl skaitmeninių hologramų konvertavimo ir glaudinimo technologijos turi didelę reikšmę. NRNU MEPhI aktyviai dirba šia linkme. 2019 m. Gegužės mėn. Žurnalas „Scientific Reports“šimtus kartų pristatė metodą, kaip suspausti holografinę informaciją, sukurtą įgyvendinant Rusijos mokslo fondo dotaciją Nr. 18-79-00277.
Kita svarbi sritis yra 3D scenų iš įrašytų hologramų optinio rodymo kokybės gerinimas. Lazerinių ir plazminių technologijų institutas (LaPlaz), NRNU MEPhI, kuria metodus, kaip patobulinti kompiuterinį ir realų optinį hologramų rodymą, naudojant daugiapakopius skystųjų kristalų ir dvejetainius greitaeigius mikrotrauminius šviesos moduliatorius. 2019 m. NRNU MEPhI mokslininkai paskelbė didelio masto binarizacijos metodų, skirtų 3D objektams atvaizduoti, kokybę geriausios kokybės žurnale „OpticsandLasersinEngineering“. Kaip paaiškino mokslininkai, ši plėtra gali būti naudinga kuriant greitaeigius 3D ekranus.
Holografija taikoma ne tik informacijai saugoti, bet ir saugoti. „NRNU MEPhI“mokslininkai šiuo metu kuria duomenų kodavimo sistemas, naudodami hologramoje užfiksuotą vaizdą kaip kodavimo raktą. Vykdant Rusijos mokslo fondo stipendiją Nr. 19-19-00498, siekiama sukurti kodavimo sistemą, pagrįstą greitaisiais mikrotrauminio šviesos moduliatoriais. Tokia sistema yra pajėgi užkoduoti informaciją gigabitų per sekundę pralaidumu.
Ne mažiau svarbi tyrimų sritis yra objektų atpažinimas. Šiandien, kaip paaiškino „NRNU MEPhI“specialistai, atpažinimo prietaisai paprastai naudoja tik erdvines savybes. Neseniai paskelbtame žurnale „Optics Communications“buvo pasiūlytas atpažinimo pagal formą ir spektrines savybes metodas, taikytinas, pavyzdžiui, erdvės orientacijos įtaisams ar biologinėms rūšims identifikuoti.