新式立体气泡显示器可裸眼直接看3D

日本宇都宫大学(Utsunomiya University)光学研究与教育中心(CORE)的研究人员开发出一种新颖的立体显示器设计，能够呈现出从任何视角都能以裸眼观察到实际3D空间中的3D影像。

研究人员利用甘油(丙三醇)填充罐作为介质，再以飞秒雷射脉冲聚焦于介质的不同点上，透过多光子吸收的方式诱导出光散射微气泡。接着，利用照明光源显露这些微气泡，使其形成3D影像的立体画素。

研究人员在美国光学学会(OSA)的《光学》(Optica)期刊中描述这项研究成果。立体的气泡显示器是由光源(飞秒雷射)、结合变焦透镜的2D镜式电流计，以及LCOS光调变器组成。该光学设置能在透明介质上执行3D光束扫描，接着在一定量的甘油中形成立体画素。

雷射气泡立体显示器的概念。从任何方向或角度都可以看到由气泡呈现的各种立体图案

由于甘油具有高度粘性，减缓了微气泡的运动，使得立体画素得以稳定至足以準确地显示具有环绕视角的立体图形。这种以光定址的甘油填充显示器的优点还包括使用简单，完全无需布线。

这项概念验证实验是以立方公分的规模执行的，将容量约10x10x100mm^3的甘油密封在玻璃槽中，利用800nm 100fs雷射脉冲以1kHz的重覆率照射，从而形成直径约为20um的微泡气。

以飞秒雷射诱导微小气泡呈现的立体兔子图形

研究人员还指出，经过多次照射还能控制微气泡的长度和直径；改变照射脉冲的次数，则能够改变显示图形的对比度。研究人员们已经成功地呈现几种灰阶图案以及全息影像了。

研究人员预期，如果使用专用投影仪(以空间聚焦和时间控制的照明光线)进行照射，不同的立体画素可以散射不同的颜色。未来，研究人员希望能够为其发明添加气泡破裂系统，进一步开发出可更新的显示器。

编译：Susan Hong

(参考原文：Making volumetric displays out of glycerin-filled tanks，by Julien Happich)