日本用激光在液体屏幕实现立体3D显示

日本宇都宫大学的研究人员日前开发了一种立体3D显示器，其使用激光在液体屏幕内产生气泡。无需借助任何3D眼镜或头显，观众就能从所有角度看到3D图像。

研究人员在《Optica》期刊上描述了立体气泡显示器能够产生可变的彩色图形。

第一作者Kota Kumagai说：“创建全彩、可更新的立体显示器极具挑战性，因为必须形成许多不同颜色的三维像素，或立体像素才能产生立体图形。在我们的显示器中，微气泡立体像素是通过聚焦的飞秒激光脉冲在液体中三维形成。这种泡沫图形的颜色，可通过改变照明光的颜色而着色。”

这项技术仍在原型阶段，但可能的应用包括旅游景点。它也可以用于军事和医疗保健领域，帮助医生在手术前可视化病人的身体，或者在士兵执行任务之前了解地形和建筑物。

Kumagai说：“立体气泡显示器最适合公共设施，比如博物馆或水族馆，因为当前该系统占地面积巨大，而且昂贵。但是，我们希望在未来可以改进激光源和光学设备的尺寸和成本，创建一个或许在价格上适合个人使用的更小系统。”

该团队使用激光器把飞秒光（一个四分之一秒）的光脉冲射入粘性液体中非常精确的位置。当液体在这些脉冲聚焦的点上吸收多个光子时，就会形成小气泡。因为液体相当厚，而那些气泡会保持在原位，而不是漂浮到顶部。所有这些气泡会构成完整全息图像的3D像素（称为立体像素）。

为了让观众更容易看见图像，液体必须暴露于外部光源，例如LED。然后气泡会捕获并散射该光线，导致图像从周围液体中“弹出”。

目前系统由单种颜色驱动，但该团队认为投影机可以把不同颜色同时聚焦到图像的不同部分，以形成多种颜色的图像。