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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Taschenbildschirm mit aktualisierbaren Hologrammen |
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| | | Ein tragbares Display, das dreidimensionale Filme abspielen kann, ohne dass der Betrachter eine spezielle Brille tragen muss: Das ist eines der Forschungsziele eines Teams internationaler Physiker. Den ersten funktionierenden Prototyp haben sie nun vorgestellt. Der handflächengroße Bildschirm aus einem speziellen Kunststoff kann neue Hologramme innerhalb weniger Minuten speichern. |
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Die neue Technik soll auch eine bessere Qualität liefern als vergleichbare Systeme und schneller Bilder wechseln können, berichtet eine Gruppe um die Materialwissenschaftler Nasser Peyghambarian und Saval Tay von der University of Arizona.
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Die entsprechende Studie "An updatable holographic three-dimensional display" ist in "Nature" (Bd. 451, S. 694; 7.2.08) erschienen. |
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 Abstract der Studie |
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Verfahren vor 60 Jahren entdeckt |
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Seit 1948 ist viel geschehen auf dem Gebiet holographischer Abbildungen. Der britisch-ungarische Physiker und spätere Nobelpreisträger Dennis Gabor hat damals das bis heute gültige Prinzip und Verfahren der Holographie entwickelt. Bilder von Objekten können dadurch in dreidimensionaler Struktur aufgezeichnet und gespeichert werden.
Mittlerweile sind Hologramme Teil der Alltagskultur: Sie finden sich als Sicherheitsmerkmale etwa auf dem neuen Führerschein oder auf vielen Kreditkarten.
Während statische Aufnahmen dreidimensionaler Objekte mit den Methoden der Holographie relativ leicht herzustellen sind, sieht das bei bewegten Bildern ganz anders aus.
In dieser Richtung haben die Forscher um Nasser Peyghambarian nun etwas geschafft, das in einem Nature-Begleitkommentar als "möglicher Durchbruch" bezeichnet wird.
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Ethan-Molekül in 3-D
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Ein Beispiel für das neuartige holographische 3-D-Display zeigt das Modell eines Ethan-Moleküls.
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Bild wird in Polymer geschrieben |
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Der nun vorgestellte Bildschirm ist rund zehn mal zehn Zentimeter groß und besteht aus einem speziellen Kunststoff. Das sogenannte photorefraktive Polymer ist an beiden Seiten von Glas begrenzt, die mit durchsichtigen Elektroden beschichtet sind.
Das dreidimensionale Bild wird mit Hilfe von Laserstrahlen und einem externen elektrischen Feld in den Kunststoff eingeschrieben.
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Photorefraktion
Wenn sich durch Lichteinstrahlung der Brechungsindex eines Materials ändert, wird dies als photorefraktiver Effekt bezeichnet. Derartige Effekte sind vor allem bei Kristallen anorganischer Sauerstoffverbindungen bekannt, wie etwa von Lithiumniobat. Das von den Forschern nun verwendete Polymer besitzt alle Eigenschaften von Kristallen, ist im Gegensatz zu ihnen aber auch für die Entwicklung größerer und billigerer Bildschirme geeignet. |
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Photorefraktiver Effekt (Wikipedia) |
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Arbeit an Größe und Farben |
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Der Prototyp ist noch handgroß und die gespeicherten Bilder erscheinen ausschließlich in Rot. An einem rund 30 mal 30 Zentimeter großen Display mit verschiedenen Farben wird aber bereits gearbeitet, berichten die Forscher.
Mit Hilfe gepulster Laser wollen sie in Zukunft zudem die Geschwindigkeit des Bilderwechsels erhöhen - derzeit sind es ein paar Minuten.
Ändern sich die Bilder schnell genug, könnte es in Zukunft auch möglich sein, auf diese Weise dreidimensionale Filme anzusehen.
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Anwendungen in Militär und Medizin |
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Mögliche Einsatzgebiete ihrer Technik sehen die Wissenschaftler aber auch anderswo - nicht zuletzt bei ihren Geldgebern, der amerikanischen Luftwaffe. Piloten könnten die Gefahren rund um ihr Flugzeug plastisch visualisiert bekommen, prognostizieren die Forscher.
Besondere Möglichkeiten sehen sie in der Medizin: Die Daten von bildgebenden Verfahren zur Diagnostizierung des Körpers beziehen sich schon heute auf drei Dimensionen, werden bisher aber nur auf zwei Dimensionen abgebildet - zumeist auf dem PC-Bildschirm.
"Wenn wir komplette und färbige 3-D-Hologramme enwickeln, wird sich jedes Spital der Welt darum reißen", hofft Saval Tay.
[science.ORF.at, 7.2.08]
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01.01.2010 |
