超快激光创造出可以触摸的全息图

科幻殿堂里充满了全息图的梦想——儒勒·凡尔纳于 1893 年通过《喀尔巴阡城堡》将全息技术引入文学，否则我们怎么会知道欧比旺是莱娅唯一的希望？

现在，数字自然小组 (DNG) 的研究人员已经找到了一种使用激光、镜子和摄像机来创建由称为体素的微小光点组成的三维交互式全息图的方法。

该团队利用飞秒激光（一飞秒是千万亿分之一秒，激光发射的脉冲持续时间为 30 到 270 飞秒）制作出可以安全触摸的全息图。这些图像是三维的，分辨率高达每秒 200,000 点。体素是激光聚焦能量使空气电离时产生的等离子体发出的光。

首席研究员 Yoichi Ochiai 表示，触摸时，激光的感觉就像砂纸一样，尽管一些参与者认为等离子体的感觉有点像静电冲击。

罗彻斯特大学光学与物理学教授郭春雷表示，这并不是首次使用飞秒激光形成空气等离子体，但这项研究应该有助于设计未来的飞秒激光显示器。尽管之前的研究已经使用纳秒和飞秒激光来创建图像，但 DNG 研究人员表示，之前的研究还没有达到如此高的分辨率，而且会灼伤人体皮肤。

由于激光发射速度如此之高，它们能够实时做出反应，研究人员已经证明其能够制作可用的全息复选框和触碰就会破碎的心。

为了制作全息图，研究人员通过空间光调制器发射飞秒激光，该调制器将光束继续通过一系列透镜、镜子和 Galvano 扫描仪，后者定位镜子以精确引导激光束。全息图下方的摄像头可捕捉用户交互，使点对被“触摸”做出反应。

Ochiai 说，他意识到的最令人惊讶的事情是，在这种应用中，等离子体实际上是可以安全触摸的，这使得全息图比以前认为的要安全得多。

确保这些全息图安全的关键是缩短激光脉冲的持续时间。在测试中，如果激光脉冲持续时间超过两秒，研究人员用来模拟皮肤的皮革就会被烧毁。但如果激光脉冲持续时间为 50 毫秒至 1 秒，皮革就不会受损。

Ochiai 表示，这台机器只是一个概念验证，现在他的团队将努力将全息图做得更大。它们受到空间光调制器尺寸的限制，他们在这次实验中将其发挥到了极致。激光本身可以传输高达 7W 的功率，而这个 1 立方厘米的实验只使用了 1W 的激光功率。