Çok Renkli Holografi ve 3Boyutlu Ekran Teknolojisi

Mercek kullanılmadan geliştirilen holografi yöntemi ile ‘artırılmış gerçeklik gözlüklerine’ ve ‘akıllı telefonlara’ renkli, 3 boyutlu ekranlar sağlanabilecek.

Araştırmacılar, çok renkli holografi tekniği kullanılarak akıllı telefonlarda, artırılmış gerçeklik gözlüklerinde ve göstergelerde kullanılabilecek renkli ve 3 boyutlu ekranlara yeni bir yaklaşım getirdi.

WASHINGTON

“Optical Society (Optik Topluluğu’nun)” dergisi “Optica’da” yayınlanan makaleye göre, ABD’de bulunan Duke Üniversitesi’nde yapılan çalışmalarda, araştırmacılar çok renkli bir görüntüyü, ince bir katman aracılığıyla ışık yönelimini sağlayarak, 300’e 300 mikronluk yapıda hologram oluşturmayı başardı. Geliştirilen “ızgara kuplör”, kırmızı, yeşil ve mavi ışık ile aydınlatıldığında bilgisayar temelli hologramın, karmaşık ve çok renkli biçimlerde olduğu gözlemlendi.

Araştırma grubu üyelerinden Daniel L. Marks: “Hologram, herhangi bir ışın ayırıcı, lens veya prizma kullanılmaksızın, artırılmış gerçeklik gözlüklerindeki lens aracılığıyla göze aktarılabilmektedir. Ayrıca, proje akıllı telefonlardaki bir görüntüyü 3 boyutlu biçimde herhangi bir yüzeye aktarmak için de kullanılabilir.”

Bilgisayar temelli çok renkli hologramlar (üstte teorik veriler, altta deney sonucunda elde edilen veriler görülmektedir.)

Bu yeni üretim teknolojisi ile hologram, fotonik teknolojisi ile uyumlu materyallere de kodlanabilecek. Bu sayede, bilgisayar çiplerine holografik cihazlar da entegre edilebilecek. Hologram elemanları ayrıca, 3 boyutlu görüntü oluşturmak için gereken, ışık kaynakları barındıran küçük çiplere de dâhil edilebilir.

1 Renkten 3 Renge

Yeni geliştirilen bu çok renkli hologram tekniği, bilgisayar temelli bir tekniktir. Girişim deseni oluşturmak için, fiziksel nesneler ve lazer ışınları gerektiren, geleneksel hologram yönteminin aksine, bilgisayar temelli hologram tekniği girişim desenlerini dijital olarak oluşturabilmektedir.

Bilgisayar destekli hologramlar yüksek çözünürlükte, 3 boyutlu görüntü oluşturabilir fakat birden fazla renk oluşturmak oldukça zordur. Duke Üniversitesi’ndeki çalışma ekibi, bu sorunu çözmek için bir ızgara saçak modeli geliştirdi ve fotorezistör olarak bilinen ışığa duyarlı bir malzemeden yapılmış bir dalga kılavuzunda, ikili hologram üretti. Ekip, kırmızı, yeşil ve mavi girişim modellerini tek bir “ikili hologram” modelinde birleştirmeyi başardı.

Makale başyazarı Zhiqin Huang : “Çok renkli görüntü elde etme çalışmalarının en zor kısımlarından biri renkleri birleştirdikten sonra düzgün bir görüntü elde etmek için tekrar birbirinden ayırmaktı. Yaptığımız çalışmalarla herhangi bir ışın ayırıcı veya prizma olmaksızın bu işlemler tek bir adıma indirgendi. Böylece bu teknoloji taşınabilir cihazlara kolaylıkla entegre edilebilecektir.”

Araştırma grubu lideri David R. Smith’in açıklamasına göre holografisi cihazlarının dalga kılavuzu yapısında oluşturulması araştırmanın önemli başarılarından biridir. David R. Smith: “Daha önce bilgisayar kaynaklı, çok renkli hologram üretmeye çalışanlar, dalga kılavuzu kullanmadığı için geliştirilen yapıyı cihaza entegre etmekte zorlandılar. Bizim tasarımımız küçük bir yapıya sahip olduğu için artırılmış gerçeklik gözlükleri ve diğer ekranlar için kullanımı daha kolay.”


Araştırmacılar çok renkli holografik görüntüler oluşturmak için, çok ince, dalga kılavuzu yapısında bir ızgara kuplör kullanarak ikili hologram üretti. Ortaya çıkan yapı, renkleri birleştirdikten sonra tam renkli bir görüntü oluşturmak için bunları ayırır.

Araştırmacılar geliştirdikleri yeni yöntem ile bir elma, çiçek ve kuşun sabit, çok renkli girişim desenlerini hologramlarını kodlamak için kullandı. Elde edilen sonuçların teorik çalışmalarla örtüştüğü gözlemlendi. Araştırmacılar, örnek olarak çok küçük hologramlar üretseler de, tekniğin daha büyük görüntüler elde etmek için de kolayla ölçeklendirilebileceğini söylüyorlar. Dinamik görüntüler elde etmek için ise geliştirilen tekniğin mevcut teknolojilerle birleştirilebileceğine inanıyorlar.

Araştırmacılar şu anda hologram kodlamak için gerekli ışık kaybını önleyecek, optimizasyon yöntemleri üzerinde çalışmakta. Ayrıca tekniğin geliştirilmesi için lazerlerle tek bir yapıda toplanması gerektiği görüşündeler.

Kaynaklar
Makale: Z. Huang, D. L. Marks, D. R. Smith, “Out-of-Plane Computer-Generated Multicolor Waveguide Holography,” Optica, 6, 2, 119-124 (2019).

DOI
OSA
Kapak Fotoğraf

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir