Begrænsningerne i to-dimensionelle (2D) skærme til at repræsentere dybden af den tredimensionelle (3D) verden har fået forskere til at udforske alternativer, der tilbyder en mere fordybende oplevelse. Volumetriske skærme (VDS), der genererer 3D -billeder ved hjælp af volumetriske pixels (voxels), repræsenterer et gennembrud i denne forfølgelse.
I modsætning til virtual reality eller stereoskopiske skærme leverer VDS en naturlig visuel oplevelse uden at kræve hovedmonterede enheder eller komplekse visuelle tricks. Blandt disse skiller laserbaserede VD’er sig ud for deres livlige farver, høje kontrastforhold og bred farveudvalg. Imidlertid er den kommercielle levedygtighed af sådanne systemer blevet hindret af udfordringer som lav opløsning, spøgelsesvoxels og fraværet af indstillelige, fuldfarvede emission i et enkelt materiale.
For at tackle disse begrænsninger har forskere fra Yildiz Technical University, ledet af Miray ÇelikBilek Ersundu og Ali Erçin Ersundu, udviklet innovative Re3+-Dopede monolitiske briller (RE = HO, TM, ND, YB), der er i stand til indstillelige fuldfarvemission under nær-infrarød (NIR) laser-excitation.
Deres arbejde, der for nylig blev offentliggjort i Lys: Videnskab og applikationerdemonstrerer potentialet i disse briller som materialer til dynamiske, laserbaserede VD’er i fuld farve, hvilket overvinder nøglehindringer, som eksisterende teknologier står overfor.
Holdets tilgang udnytter de unikke optiske egenskaber ved sjældne jordnære ioner i glasmatrixer, der giver flere fordele i forhold til krystallinske materialer. Disse briller udviser høj optisk transmission, termisk og kemisk stabilitet, lav fononenergi og overlegen mekanisk styrke.
Derudover gør deres lethed med storstilet produktion og høj sjældne jordopløselighed dem til ideelle kandidater til praktiske applikationer. Ved at optimere glas sammensætning og excitationsparametre opnåede forskerne indstillelige røde, grønne og blå (RGB) emission fra et enkelt materiale ved anvendelse af 808 nm og 980 nm laser excitation.
Holdet demonstrerede den praktiske anvendelse af deres materialer ved at konstruere et prototype VD -system. Ved hjælp af re3+-Dopede monolitiske briller genererede de dynamiske 3D -billeder med præcis kontrol over voxel -position og farve. Systemets evne til at opnå høj rumlig opløsning, dynamisk billedmateriale og fuldfarve-tunevabilitet fremhæver sit potentiale til brug i medicin, uddannelse, teknik og underholdning.
“De udviklede briller repræsenterer et bemærkelsesværdigt skridt fremad i fremme af laserbaserede volumetriske skærme, der tilbyder en unik kombination af funktionalitet, skalerbarhed og let fremstilling,” bemærkede forskerne.
“Ved at overvinde begrænsningerne i tidligere tilgange lægger dette gennembrud grundlaget for innovative 3D-visualiseringsteknologier. Med deres ekstraordinære alsidighed og effektivitet har disse specielt designet briller potentialet til at revolutionere næste generations display-systemer og omdefinere, hvordan vi interagerer med visuel information. “
“Disse briller kan også bruges til en række formål i applikationer i den virkelige verden,” tilføjede holdet. “De tilbyder muligheden for at udføre 3D-billeddannelse i situ-højopløsningsafbildning, justere hurtigt farve og opløsning af voxelbilleder i realtid og dynamisk kontrollere det rumlige arrangement af disse billeder uden behov for komplekse systemer.
“I betragtning af materialets tunbarhed og skalerbarhed kan deres anvendelse strække sig ud over traditionelle skærme til felter som medicinsk billeddannelse, uddannelsesværktøjer og interaktiv underholdning, hvor både levende farve og præcision er vigtig.”