Лазерное волокно нацелилось на 3D-дисплеи

Волокно, которое может испускать когерентный свет по всей своей длине и в любом направлении, пригодно к использованию в 3D-дисплеях и фотодинамической терапии. Его разработкой занимается группа учёных из Массачусетского технологического института (США) под руководством Йоэля Финка. Большинство приборов, излучающих свет, делают это одинаково во всех направлениях. Когда же ситуация бывает иной, как в случае с ЖК-экранами, имеющими небольшой угол, при котором можно полноценно воспринимать изображение, производитель пытается тут же исправить этот недостаток.

А вот новая разработка группы профессора Финка преднамеренно сделана излучающей строго в определённом направлении. Это волокно не сильно толще человеческого волоса, чья яркость и цвет могут контролируемо изменяться таким образом, чтобы люди, глядящие на него с разных точек, видели разные световые пучки. Подобное свойство может стать бесценным для создания 3D-экранов, сообщающих разную оптическую информацию правому и левому глазу одного и того же зрителя. Новое волокно — полое изнутри.

Полость снаружи окружена слоями материалов с различными оптическими качествами; в совокупности эти слои действуют как зеркало. Внутрь полости помещена небольшая капля жидкости, которая может опускаться и подниматься по телу волокна. Когда эта капля получает энергию (от излучающего лазера у основания волокна), она начинает излучать свет. Этот свет отражается зеркальными слоями, окружающими волокно, и распространяется по всей его длине. Вокруг волокна располагаются четыре жидкокристаллических канала, которые, будучи настроенными на передачу света наружу, изменяют его яркость для стороннего наблюдателя. Каждый канал контролируется двумя идущими вдоль него электродами. Вся многослойная структура волокна имеет лишь 400 мкм в диаметре, что всего вчетверо толще волоса европейца.

Нерешённым здесь остаётся лишь вопрос с плотностью изображения. Одно волокно даёт стороннему наблюдателю всего один пиксел, чего мало для полноценного дисплея: даже несмотря на малый размер элемента, высокое разрешение по принципу «одно волокно — один пиксел» создать будет трудновато. Однако исследователи считают, что могут заставить каждую каплю воды довольно быстро двигаться взад–вперёд по волокну, создавая у зрителя впечатление, что он видит не точку, а светящуюся линию. Это может решить проблему создания крупных экранов.

Один из соавторов разработки, Александр Столяров, отмечает, что и количество цветов в таком экране может варьироваться: «Вы можете создать столько ЖК-каналов вокруг лазерного луча, сколько захотите. Процесс легко масштабируется». Среди прочих областей применения учёные рассматривают бурно развивающуюся фотодинамическую терапию. В ходе такого лечения на повреждённую ткань в открытой ране наносят медикамент, который актируется лазерным излучением. Проблема тут в том, что лазерный луч к больной ткани подвести бывает очень сложно, а волокно, что чуть толще волоска, тут как тут. Подготовлено по материалам MIT News.

Одно из волокон актировано и излучает свет заданного цвета в заданном направлении. Будущий пиксел в 3D-экране? (Фото Greg Hren.)

Хочешь узнать больше - читай отзывы

science.compulenta.ru