Вопрос к Профессионалам

Supported by http://www.holography.ru
AlekR

Вопрос к Профессионалам

Post by AlekR »

Доброго времени суток.
Подскажите делетанту или дайте ответ на alek_rostovskiy@mail.ru
Интересуюсь, кто может сделать компактное устройство для воспроизведения голографического изображения в воздухе.
Возможно знаете кто или где делают такие устройства.
За раннее благодарен Всем форумчанам.
Gall

Вопрос к Профессионалам

Post by Gall »

Это невозможно в принципе на современном уровне развития техники. Более того, неизвестен способ, с помощью которого это можно сделать, не нарушая законов физики.

Можно сделать только воспроизведение голографического изображения в толще стены или, как будет казаться, ПЕРЕД такой стеной. Для этого необходимо и достаточно покрыть стену голографическими "обоями" - пленкой, на которой записана голограмма. Разумеется, изображение будет неподвижным. К сожалению, это очень дорого. Посмотреть на это в небольшом масштабе (картинки размером с обычную фотографию, вынесенные перед стеклом на несколько см) можно в витрине любого магазина, продающего голограммы - например, на ВВЦ (единственный в России магазин в своем роде).

Существуют попытки сделать НЕ голографическое, но все еще объемное изображение, которое КАЖЕТСЯ находящимся в воздухе перед экраном. Насколько мне известно, за пределы лабораторий и выставок это пока не вышло. В любом случае кроме воздуха требуется что-то еще - экран, натянутая прозрачная пленка и т.п.
Gall

Вопрос к Профессионалам

Post by Gall »

Вот несколько прошлых обсуждений на этом форуме примерно на те же темы:

http://holographyforum.org/phpBB2/viewt ... =22&t=6560 - о светящемся пикселе в воздухе
http://holographyforum.org/phpBB2/viewt ... =22&t=6286 - о голограмме во всю стену
http://holographyforum.org/phpBB2/viewt ... =22&t=5910 - о голографическом кино
http://holographyforum.org/phpBB2/viewt ... =22&t=5996 - о лабораторном прототипе установки такого рода
AlekR

Вопрос к Профессионалам

Post by AlekR »

Gall wrote:Вот несколько прошлых обсуждений на этом форуме примерно на те же темы:

http://holographyforum.org/phpBB2/viewt ... =22&t=6560 - о светящемся пикселе в воздухе
http://holographyforum.org/phpBB2/viewt ... =22&t=6286 - о голограмме во всю стену
http://holographyforum.org/phpBB2/viewt ... =22&t=5910 - о голографическом кино
http://holographyforum.org/phpBB2/viewt ... =22&t=5996 - о лабораторном прототипе установки такого рода

Спасибо за ответы.
Если я правильно все понят, такого оборудования еще нет, только разработки.
Gall

Вопрос к Профессионалам

Post by Gall »

AlekR wrote:Спасибо за ответы.
Если я правильно все понят, такого оборудования еще нет, только разработки.
Реальность еще хуже: трехмерное изображение делать умеют, но оно не совсем "в воздухе" (всегда есть какой-то экран, хотя бы из дыма) и совсем не голографическое (3d-изображение, не являющееся голограммой - то есть, оно выглядит со всех точек зрения одинаково, нельзя осмотреть его с разных сторон). Пример технологии - 3d-фильмы (с очками или без очков).
Игорь

Вопрос к Профессионалам

Post by Игорь »

Ну почему же так пессимистично?..

Есть технология создания светящихся точек именно просто в воздухе. Это - лазерный пробой. Т.е. когда в одну точку направляют множество мощных лазерных лучей или один сходящийся. Плотность лазерной энергии получается столь большой, что воздух ионизируется и превращается в светящуюся плазму (лазеры используют ИК, так что их не видно).
Теоретически такая технология позволяет создавать в пространстве полноценные объёмные изображения. Кстати, голубоватого цвета, как в Звёздных Войнах.
Однако на практике пока не получается создать на столько много точек, чтобы они слились в единый объект сложной формы. Плюс расход энергии и опасность установки (если попробовать потрогать изображение, то в плазму превратится палец).

На форуме где-то это уже обсуждали.
Gall

Вопрос к Профессионалам

Post by Gall »

Это плотность энергии порядка 10^11 Вт/см^2. Если считать размеры одного пикселя 100 микрон, импульс 10 наносекунд, то на один пиксель потребуется 0.1 Дж энергии. А на один плоский (!) кадр 640x480 - около 30 кДж энергии. При 16 кадрах в секунду это средняя выходная мощность почти полмегаватта. Во-первых, для питания такой штуки потребуется миниатюрный ядерный реактор, а во-вторых, полмегаватта тепла - это не хухры-мухры, никакое охлаждение не справится. Вывод - пробой в воздухе при атмосферном давлении для создания изображения непригоден.
Игорь

Вопрос к Профессионалам

Post by Игорь »

Gall wrote:Это плотность энергии порядка 10^11 Вт/см^2. Если считать размеры одного пикселя 100 микрон, импульс 10 наносекунд, то на один пиксель потребуется 0.1 Дж энергии. А на один плоский (!) кадр 640x480 - около 30 кДж энергии. При 16 кадрах в секунду это средняя выходная мощность почти полмегаватта. Во-первых, для питания такой штуки потребуется миниатюрный ядерный реактор, а во-вторых, полмегаватта тепла - это не хухры-мухры, никакое охлаждение не справится. Вывод - пробой в воздухе при атмосферном давлении для создания изображения непригоден.
А если 40мкм и 2нс?.. Получается 2,5мДж на точку... 25 кадров в секунду - немее 65мВт на точку.
Далее, прорисовывать нам нужно не весь объём, а только поверхность объекта (снова см. 3D гравировку в стекле). А поверхность - это только сотни тысяч точек (если мы хотим изображение размером порядка десятка сантиметров). Т.е. прорисовка 25 раз в секунду поверхности объекта вполне может уложиться в 15-20кВт лазерной мощности. Другое дело, что электрической мощности будет эдак 300кВт. Да и частоту импульсов в 6-8МГц ещё получить надо. Но это вполне реалистично.
Gall

Вопрос к Профессионалам

Post by Gall »

Пусть даже 65 мВт на точку. Все равно слишком много. Даже если такую систему реализовать, не надо забывать, что все ее 15 кВт лазерной мощности пойдут в итоге в тепло. От такой картинки будет жарить ИК, как от миниатюрной звезды. Смотреть придется в сварочной маске. А на самом деле - заключать всю систему в ящик из стекла, не пропускающего ИК, чтобы исходящее тепло не устроило пожар. Но в таком случае не имеет смысл делать проекцию на воздух - ведь в ящике можно разместить любую оптику, сами стенки ящика сделать из голограмм на БХЖ и так далее... (В "Holography Handbook" были фотки БХЖ-голограмм, сделанных на стенках стаканов - как будто предмет в стакане лежит, с 360-градусным обзором).

В реальности 2 нс получить очень тяжело, типичный лазер с модулированной добротностью дает 10-20 нс. Более короткие импульсы требуют уже временного сжатия на нелинейной оптике. 40 мкм - тоже тяжело, это хорошо делать в 2-3 см от линзы (как при выжигании в стекле), но уже не получится в 20 см от линзы (ведь луч надо делать сильно сходящимся, чтобы не пробило раньше времени).

Я считал плоскую картинку, поскольку не очень понятно, как брать площадь поверхности 3d-изображения. Наверное, можно считать, что она раз в 10 больше площади плоской картинки (с учетом всех изгибов, с запасом и т.п.). 640 точек по одному измерению - это уже заметная полосатость и нереалистичность. Надо больше.
Игорь

Вопрос к Профессионалам

Post by Игорь »

а)у меня на кафедре стоит 15кВт тепловая пушка. Ответственно заявляю, что никакой опасности пожара она не производит и близко. Все мы любим зимой сидеть в метре-двух от неё и отогреваться после прогулок по улице. Так что 15кВт тепла - это абсолютно безопасно, а в некоторых случаях и весьма полезно.
б)я дал ссылку на конкретную серийную установку для производства лазерных пробоев в стекле с 2нс импульсом. Так что имеем факт, что 2нс импульс - это не просто достижимо, а уже освоено промышленностью.
в)эта же установка даёт фокус 40мкм на расстоянии 10см от линзы. "Фокусное расстояние 100mm". Так что снова имеем факт, что 40мкм на десятке сантиметров - это уже освоено промышленностью.
г)не нужно ничего изобретать. "Частота 1500Hz ", "Примерное время гравировки 50*50*80mm 3мин": 3D изображение размером 50х50х80мм состоит примерно из 270.000 точек.
д)я ссылался на уже освоенные промышленностью параметры установок, что же будет доступно в единичных лабораторных образцах в ближайшие 10 лет?.. Я уже писал, что сделать полноценную установку для создания сложных объектов действительно пока не получается. Но задача эта не выглядит принципиально нереализуемой. Применение дифракционной оптики может позволить лучше фокусировать излучение, развитие DPSS-технологии позволит повысить КПД и ещё уменьшить время импульса. 10 лет назад после фразы о 473нм неодиме в лазерной указке человека могли бы посчитать сумашедшим. В наше время я сам лично держал такую указку в руках.
Locked