新しいプリンターはレーザーを使用して非常にリアルなカラフルなホログラムを作成します

By The Optical Society 2019 年 11 月 1 日

新しいプリンタは、低出力の連続波レーザーを使用して、研究者が開発した高感度の写真材料上にホログラムを作成します。 クレジット: C Yves GENTET

研究者らは、前例のないレベルの詳細さとリアルな色のデジタル 3D ホログラムを生成する新しいプリンターを開発しました。 新しいプリンタを使用すると、眼鏡や特別な視覚補助器具を必要とせず、美術館の展示品、建築模型、美術品、広告などのオブジェクトやシーンを高解像度でカラー再現することができます。

「私たちの15年間にわたる研究プロジェクトは、高価なレーザー、遅い印刷速度、限られた視野、不飽和な色などの既知の欠点を排除しながら、これまでの技術のすべての利点を備えたホログラムプリンターを構築することを目的としていました」と研究チームリーダーのYves Gentet氏は述べています。フランスの究極のホログラフィー。 「私たちは、低コストの商用レーザーと高速印刷を使用して、広いダイナミック レンジにわたる高品質なカラーのホログラムを生成する CHIMERA プリンターを作成することでこれを実現しました。」

The Optical Society (OSA) 誌の Applied Optics では、研究者らは、彼らが設計した特別な写真材料上に広い視野と完全な視差を持つホログラムを作成する新しいプリンターについて説明しています。 フル視差ホログラムはオブジェクトを再構築し、全方向から見えるようにします。この場合、視野は 120 度になります。

このプリンターは、コンピューターで生成した 3D モデル、または研究者が開発した専用スキャナーで取得したスキャンからホログラムを作成できます。 高品質のホログラムは、ホログラフィック コピーを作成するためのマスターとして使用することもできます。

新しいホログラム プリンタを開発する際、研究者らは、以前に開発された 2 つのホログラフィック プリンタ技術を注意深く研究し、それぞれの長所と短所を理解しました。

「最初の 2 世代のプリンタの開発に携わった企業は、最終的に技術的な限界に直面し、閉鎖されました」と Gentet 氏は述べています。 「私たちの自己資金による小規模なグループは、以前のシステムのように市販の硬い材料を使用するのではなく、非常に細かい粒子を備えた高感度の写真材料を開発することが鍵であることを発見しました。」

研究者らは、今回のようなホログラムを前例のないレベルの詳細さとリアルな色で印刷する新しいシステムを開発しました。 クレジット: C Yves GENTET

CHIMERA プリンタは、数ミリ秒で各レーザーの露出を調整するシャッターを備えた、赤、緑、青の低出力の市販の連続波レーザーを使用します。 研究者らはまた、記録中にホログラフィック プレートが動かないように特別な防振機械システムを作成しました。

ホログラムは、3 つの空間光変調器と 120 度の視差を可能にするカスタム設計のフルカラー光プリント ヘッドを使用して、ホーゲルとして知られる小さなホログラフィック要素を次々に記録することによって作成されます。 印刷後、ホログラムは化学浴で現像され、保護のために密封されます。

ホーゲル サイズは 250 ～ 500 ミクロンの間で切り替えることができ、印刷速度は 1 ～ 50 ヘルツ (Hz) で調整できます。 たとえば、250 ミクロンのホーゲル サイズが使用される場合、最大印刷速度は 50 Hz になります。 この速度では、30 × 40 センチメートルのホログラムを印刷するには 11 時間かかります。これは、パルス レーザーに基づく以前のシステムを使用した場合にかかる時間の約半分です。

研究者らは、この新しい技術を使用して、おもちゃ、蝶、博物館の展示品など、さまざまな色の物体を示す最大 60 × 80 センチメートル (24 × 31 インチ) のホログラムを印刷しました。

「新しいシステムは、以前のシステムよりもはるかに広い視野、より高い解像度、そして著しく優れた演色性とダイナミックレンジを提供します」とジェンテット氏は述べています。 「私たちが開発したフルカラーのホログラフィック素材は、輝度と鮮明度を向上させ、低出力の連続波レーザーによりシステムを使いやすくしています。」

研究者らは、技術、特に 3D ソフトウェアの進歩に伴い、ホログラム印刷のアプローチを医療やその他の高度な用途に拡張できる可能性があると述べています。

参考文献: 「低出力連続レーザーと高速印刷を組み合わせた新しいホロプリンター技術 CHIMERA」、Yves Gentet および Philippe Gentet 著、Applied Optics、58、34、G226-G230 (2019).DOI: 10.1364/AO.58.00G226