I ricercatori hanno sviluppato una nuova stampante che produce ologrammi digitali 3D con un livello di dettaglio senza precedenti e colori realistici. La nuova stampante potrebbe essere utilizzata per creare riproduzioni a colori ad alta risoluzione di oggetti o scene per esposizioni museali, modelli architettonici, belle arti o pubblicità che non richiedono occhiali o speciali ausili per la visione.

"Il nostro progetto di ricerca di 15 anni mirava a costruire una stampante per ologrammi con tutti i vantaggi delle tecnologie precedenti eliminando gli inconvenienti noti come i laser costosi, velocità di stampa lenta, campo visivo limitato e colori insaturi, " ha affermato il leader del team di ricerca Yves Gentet di Ultimate Holography in Francia. "Abbiamo raggiunto questo obiettivo creando la stampante CHIMERA, che utilizza laser commerciali a basso costo e stampa ad alta velocità per produrre ologrammi con colori di alta qualità che coprono un'ampia gamma dinamica".

Nella rivista The Optical Society (OSA) Ottica applicata , i ricercatori descrivono la nuova stampante, che crea ologrammi con ampi campi visivi e parallasse completa su uno speciale materiale fotografico da loro progettato. Gli ologrammi di parallasse completa ricostruiscono un oggetto in modo che sia visibile in tutte le direzioni, in questo caso con un campo visivo di 120 gradi.

La stampante può creare ologrammi da modelli 3D generati dal computer o da scansioni acquisite con uno scanner dedicato sviluppato dai ricercatori. Gli ologrammi di alta qualità possono anche essere usati come master per produrre copie olografiche.

Costruire una stampante migliore

Durante lo sviluppo della nuova stampante per ologrammi, i ricercatori hanno studiato attentamente due tecnologie di stampa olografica sviluppate in precedenza per comprenderne vantaggi e svantaggi.

"Le aziende coinvolte nello sviluppo delle prime due generazioni di stampanti alla fine hanno dovuto affrontare limitazioni tecniche e hanno chiuso, " disse Gentet. "Il nostro piccolo, un gruppo autofinanziato ha scoperto che era fondamentale sviluppare un materiale fotografico altamente sensibile con una grana molto fine piuttosto che utilizzare un materiale rigido disponibile in commercio come i sistemi precedenti".

La stampante CHIMERA utilizza il rosso, laser a onda continua disponibili in commercio a bassa potenza verde e blu con otturatori che regolano l'esposizione per ciascun laser in pochi millisecondi. I ricercatori hanno anche creato uno speciale sistema meccanico antivibrante per evitare che la lastra olografica si muova durante la registrazione.

Gli ologrammi vengono creati registrando piccoli elementi olografici noti come hogel, uno dopo l'altro utilizzando tre modulatori di luce spaziale e una testina di stampa ottica a colori progettata su misura che consente la parallasse di 120 gradi. Dopo la stampa, gli ologrammi sono sviluppati in bagni chimici e sigillati per protezione.

La dimensione dell'hogel può essere commutata tra 250 e 500 micron e la velocità di stampa regolata da 1 a 50 hertz (Hz). Per esempio, se si utilizza una dimensione hogel di 250 micron, la velocità massima di stampa è 50 Hz. A questa velocità ci vorrebbero 11 ore per stampare un ologramma di 30 x 40 centimetri, circa la metà del tempo necessario utilizzando sistemi precedenti basati su laser pulsati.

Alta luminosità e chiarezza

I ricercatori hanno utilizzato la nuova tecnologia per stampare ologrammi che misuravano fino a 60 per 80 centimetri mostrando vari oggetti colorati tra cui giocattoli, una farfalla e un oggetto da museo.

"Il nuovo sistema offre un campo visivo molto più ampio, risoluzione più elevata e resa cromatica e gamma dinamica notevolmente migliori rispetto ai sistemi precedenti, " ha affermato Gentet. "Il materiale olografico a colori che abbiamo sviluppato offre una maggiore luminosità e chiarezza mentre il basso consumo, i laser ad onda continua rendono il sistema facile da usare."

I ricercatori affermano che man mano che la tecnologia migliora, soprattutto software 3D, potrebbe essere possibile espandere il loro approccio alla stampa di ologrammi ad applicazioni mediche o altre applicazioni avanzate.