Hologramy, které rozkvetou barvami i na bílém světle

Japonští vědci představili novou technologii vytváření hologramů v pravých barvách. Doufají, že jejich objev přispěje k vytvoření skutečně trojrozměrných zobrazovacích zařízení.

K nakousnutí ještě úplně není, ale barevné už je. Jde o holografický obraz jablka pořízený technologií využívající povrchových plazmonů. A také je správně zobrazený, tedy osvícený bílým světlem ze tří stran současně. | foto: Science/AAS

Pravé trojrozměrné obrazy, hologramy, lze dnes vytvořit několika způsoby. Ani jeden z nich ale není příliš praktický a nedočkal se skutečně širokého využití. Nová technologie, představená v posledním vydání časopisu Science (pouze placený přístup) má prý přispět ke změně. 

Rozpůlený laser

První hologramy vytvořili odborníci v 60. letech pomocí laseru a "kinofilmu", tedy materiálu citlivého na světlo. Systém je na pohled poměrně jednoduchý. Laserový paprsek se rozdělí na dva. Jeden se před dopadem na "film" odráží od snímaného předmětu, druhý na něj dopadá přímo (či spíše přes soustavu zrcadel).

Obraz tak obsahuje nejen informaci o intenzitě světla, ale i o fázovém rozdílu mezi světlem odraženým od předmětu a dopadajícím přímo. Ač je to pro laika k neuvěření, takový záznam pak umožňuje vytvořit 3D obraz osvíceného předmětu.

Květ růže zachycený jenom v zelené. Příklad toho, jak hologram vypadá, pokud na něj dopadá bílé světlo jenom z jednoho směru (a excituje jenom některé elektrony ve vrstvě kovu nad fotosensitivním materiálem)

Stačí záznamové médium osvítit laserem o stejné vlnové délce, jakou byl pořízen záznam. Výsledkem jsou trvalé, neměnné obrazy. A to ještě monochromatické, protože k záznamu se používal laser o jediné vlnové délce a tedy i barvě. V posledních několika letech se objevily i první pohyblivé (samozřejmě monochromatické) hologramy, ale zatím jde jen o experimentální systémy, které provozuje doslova jen pár špičkových světových pracovišť.

Podstatně častěji se objevují i lisované hologramy (vypadají jako stříbrně lesklé nálepky) se skutečným 3D efektem. Jde o tzv. duhové (Bentonovy) hologramy. Bohužel ani u nich pozorovatel nevidí všechny barvy najednou.

Hologram tvoří několik vrstev nad sebou. Na každé z nich se vytváří jenom monochromatický obraz. Každá vrstva poskytuje 3D obraz jenom pod určitým rozmezím úhlů. Tato rozmezí se sice částečně překrývají, ale "duhový" efekt několika barev je viditelný jen pokud pohneme hologramem (nebo hlavou). Když tedy točíme hologramem v rukou, postupně se nám před očima vytváří 3D obraz z různých barev, někdy několika najednou. 

Duhové hologramy ovšem lze takto vizuálně obejít jen ve vodorovné rovině. Při pohybu nahoru a dolů trojrozměrný obraz nevydrží. 

A teď na bílo, prosím

Ve čtvrtečním vydání časopisu Science představil japonský tým kolem Satoshiho Kawaty z Osaky holografický systém, který dává hologramům barvu zcela novým způsobem. Na přehrávání jim navíc stačí jenom bíle světlo.

Pro vytvoření záznamu je stále zapotřebí laser. Buď lze použít tři lasery najednou, nebo je možné použít tři ozáření jediným laserem postupně ze tří různých směrů. Jejich systém je konstruován tak, že ozáření z každé strany slouží k záznamu jedné ze tří základních barev (zelené, modré a červené).

Papírová skládačka z modrého období týmu profesora Satoshiho Kawaty. I to je příklad ozáření hologramu jenom z jednoho směru.

K zobrazování předmětu už stačí pouze obyčejné, bílé světlo, tvrdí autoři. A to vše díky novátorskému materiálu v oboru holografie. Základem záznamové vrstvy, kterou japonský tým použil, je stále fotosensitivní vrstva, ale potažená tenkou vrstvou kovu, například zlatem nebo stříbrem. Ta obsahuje množství volných elektronů, které dopadající záření (tedy světlo) snadno nabudí. 

Přesně k tomu dojde při zobrazení hologramu. Světlo nabudí volné elektrony a jejich následný pohyb, a kmitání (jev, který se označuje jako povrchové plasmony) vyvolává zaznamenaný předmět v celé trojrozměrnosti i barvách. Postup vytváří zatím jen statické obrazy, a tak bohužel neřeší velký problém holografie, tedy zobrazování pohybu. 

Displej, kteří japonští vědci použili ve své práci.

Malý krok pro holografie a velký pro koho?

Je to ale zajímavý vědecký úspěch. Mohl by vést k vytváření jasnějších a přesnějších obrazů, které se jeví jako skutečně třírozměrné při pohledu z mnoha stran. "Pozorovatel vidí všechny barvy najednou. Všechny se rekonstruují do směru pozorování, takže při pohybu hlavou nepřechází obraz plynule z jedné falešné barvy do druhé, jako je tomu u duhového čili Bentonova hologramu," říká odbornice na holografii Šárka Němcová z ČVUT. Jisté zkreslení zůstává, ale je podstatně menší. 

Postup má i svoje nevýhody. Jednou z nich jsou například problémy se zvětšováním celého systému. Zatím se podařilo vytvořit jen obrazy velikosti zhruba 7 × 12 centimetrů. Kdyby se měl obraz zvětšit, musel by se rychle zvětšovat i systém rekonstrukce obrazu (tedy osvětlení, které umožňuje, aby byl obraz vidět). 

Při zobrazování hologramu se musí do systému zavést světlo zespodu, a to ze tří stran, pravidelně po 120 stupních. (Pod hologramem je hranol, na kterém je hologram "přilepený" emulzí.) "Zajistit osvětlení ze tří stran je těžké, prostorově náročnější a nešikovné," říká Šárka Němcová a dodává: "To na VISA kartu prostě nenalepíte."

Nejzajímavější na celém objevu ovšem je, že japonští vědci dokázali v holografii využít jiný fyzikální jev, než se dosud využíval. Může se ukázat, že jde o slepou uličku. Není ale ani vyloučeno, že postup nakonec poskytne holografii nový, důležitý impuls. Potřebovala by to. Obor nabízí velké možnosti, ale co se týče jejich realizace, zůstává v podstatě už desítky let za očekáváním. 

  • Nejčtenější

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

v diskusi je 125 příspěvků

26. března 2024

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo...

Z jaderné triády zbyly Britům už jen ponorky. A ty musejí posílit

v diskusi je 76 příspěvků

27. března 2024

Jadernou triádu tvoří strategické bombardéry s jadernými zbraněmi, mezikontinentální balistické...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Hlučínsko patří nám. Před 100 lety byl podepsán definitivní protokol o hranici

v diskusi je 35 příspěvků

28. března 2024

Před 100 lety definitivně skončily tahanice o československo-německé hranice. 28. března 1924 byl...

Rusko zastavilo odlet na ISS s první Běloruskou, letět měla i Američanka

v diskusi je 50 příspěvků

21. března 2024  10:23,  aktualizováno  14:26

Ve čtvrtek 21. března se necelých deset minut před půl třetí odpoledne měla vydat na Mezinárodní...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Načapali jsme otesánka, který se velkého sousta nezalekne. Boeing 747-400F

v diskusi je 8 příspěvků

21. března 2024

Poté, co na Letiště Václava Havla Praha přestaly v barvách Qatar Airways létat nákladní Boeingy...

Dočasná raketa se po téměř 70 letech loučí. Bude startovat naposledy

v diskusi jsou 3 příspěvky

28. března 2024  15:36,  aktualizováno  19:54

Tento čtvrtek stojí na startovací rampě mysu Canaveral poslední potomek raket Thor, nosič Delta IV...

Američané odepsali modul, který je vrátil po půl století na Měsíc

v diskusi je 20 příspěvků

28. března 2024,  aktualizováno  11:41

Od začátku letošního roku je na Měsíci a kolem něj poměrně rušno. Vedle řady sond, které zamířily...

Hlučínsko patří nám. Před 100 lety byl podepsán definitivní protokol o hranici

v diskusi je 35 příspěvků

28. března 2024

Před 100 lety definitivně skončily tahanice o československo-německé hranice. 28. března 1924 byl...

Úspěšný let prototypu XB-1 vrací do hry cestování nadzvukovou rychlostí

v diskusi je 34 příspěvků

27. března 2024  17:17

Po více než dvaceti letech, od ukončení provozu letounu Concorde, se možná opět dočkáme nadzvukové...

2. týden: Vyhrajte dobroty pro batolata v hodnotě 3 466 Kč
2. týden: Vyhrajte dobroty pro batolata v hodnotě 3 466 Kč

Zúčastněte se volby jména roku 2024 a správně odpovězte na soutěžní otázku.

Rána pro britskou monarchii. Princezna Kate má rakovinu, chodí na chemoterapii

Britská princezna z Walesu Kate (42) se léčí s rakovinou. Oznámila to sama ve videu na sociálních sítích poté, co se...

Smoljak nechtěl Sobotu v Jáchymovi. Zničil jsi nám film, řekl mu

Příběh naivního vesnického mladíka Františka, který získá v Praze díky kondiciogramu nejen pracovní místo, ale i...

Rejžo, jdu do naha! Balzerová vzpomínala na nahou scénu v Zlatých úhořích

Eliška Balzerová (74) v 7 pádech Honzy Dědka přiznala, že dodnes neví, ve který den se narodila. Kromě toho, že...

Pliveme vám do piva. Centrum Málagy zaplavily nenávistné vzkazy turistům

Mezi turisticky oblíbené destinace se dlouhá léta řadí i španělská Málaga. Přístavní město na jihu země láká na...

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo divadelních...