Голограма у свідомості загалу асоціюється з науковою фантастикою. Це слово зазвичай викликає у пам'яті образ принцеси Леї Органи зі «Зоряних воєн» або ж палубу космічного корабля Enterpise з «Зоряного шляху». Незважаючи на те, що прості голограми давно увійшли в наше життя (їх використовують усюди, де треба захистити ориґінальний продукт від підробки – на документах, грошах, акцизних марках тощо), створення кіно-голограм – тих, які, власне, й відомі нам з науково-фантастичних фільмів – досі залишається серйозним викликом для вчених та інженерів. Усі спроби створити таку голограму незмінно є компромісом між якістю зображення, його розміром та вартістю апаратури, необхідної для його одержання. Поєднання будь-яких двох елементів автоматично виключає третій. Утім, як стверджує фізик з Університету Бригама Янґа (м. Прово, штат Юта) Денієл Смоллі, незабаром це може змінитися. Смоллі ствержує, що створив спосіб одержання кіно-голограм за допомогою пристрою, вартість якого не перевищує ціну високоякісного телевізора.
Прицнип голографії полягає у тому, що об'ємний образ закодований в пласку структуру, названу оптичною решіткою. Коли на неї падає світло, воно «відскакує» від її ґраток й рекомбінує, відтворюючи ориґінальний образ. Статична ґратка продукує статичний образ, який, наприклад, бачимо на банківській картці. Щоб отримати рухомий образ, своєю чергою, треба постійно змінювати геометрію решітки. Саме це і є основною технологічною перешкодою на шляху створення кіно-голограм.
Більшість спроб її отримання здійснюються на базі рідкокристалічних дисплеїв. Хоча комерційні рідкокристалічні дисплеї порівняно дешеві, все ж для голограми потрібний спеціальний їх різновид з набагато більшою роздільною здатністю, що відповідно й коштує дорожче. Команда Д. Смоллі пішла іншим шляхом, про який прозвітувала у статті в журналі Review of Scientific Instruments.
Ще у 2013 р. Смоллі запатентував чіп вартістю лише 10 доларів, здатний продукувати просту голограму. Чіп є кристалом з ніобату літію, який містить спеціальний канал, яким може поширюватися світло, що називається хвилеводом. Ніобат літію є п'єзоелектриком, що означає, що під дією напруги він здатен стискатися або розширюватися. Реґулюючи подану до нього напругу, можна маніпулювати його густиною. Світло, що поширюється хвилеводом, своєю чергою, заломлюється по-різному залежно від густини. З таких кристалів, отже, можна створити оптичну решітку, здатну творити рухомі голограми.
Наступним кроком було розкласти світловий промінь, що проходить крізь чіп, на спектр. Др. Смоллі використав червоний, зелений та блакитний кольори, щоб створити рухомий кольоровий голографічний рисунок.
Обмеження, однак, досі полягало в тому, що рухоме зображення можна бачити лише дивлячись вздовж осі хвилеводу. Треба було знайти спосіб, як поєднати світло з багатьох чіпів у такий спосіб, щоб зображення було видно під будь-яким кутом. Опису саме цього способу й присвячена остання публікація Др. Смоллі та його команди.
Щоб узгодити світло з усіх чіпів, належало достеменно знати, як колір та кут світлового променя змінюються залежно від частоти напруги. Виміряти це було справжнім подвигом. За допомогою спеціальноїї системи детекторів Др. Смоллі та його колеґи виявили ключові частоти напруги, які заломлюють кольори під різними кутами, що дало змогу поєднати численні чіпи у спосіб, який нагадує радше Моне, ніж Поллока.
До запровадження цього способу на практиці ще пройде час. Уітм є досить підтав припускати, що кіно-голограма стане ще одним старим передбаченням з наукової фантастики, яке саме зараз перетворюється в реальність.
Джерело: The Economist, 14/02/2015
Зреферував Євген Ланюк
17.02.2015