Čip ohýbačem světla  
Představte si, že budete chtít někomu promítnout na zeď podařené video z Youtube, nebo vaši prezentaci, ale místo dataprojektoru použijete mobil. Dnes je to ještě fikce, ale práce vědců CALTECHu tomu dláždí cestu.


 

Zvětšit obrázek
Světlo ohýbající čip. Kredit: Ali Hajimiri/Caltech. Podrobnosti zde.

  Promítat obrázky můžeme různými způsoby. Ten v současnosti klasický k tomu používá čočky dataprojektoru, které z malého obrázku na vstupu udělají velký obraz na plátně nebo zdi. Průchozí světelný paprsek je formován opto-mechanicky, čočky zvětší obrázek a jeho doostření potom provedeme změnou vzdálenosti mezi jednotlivými čočkami.


Ale existuje i jiný způsob, jak „tvarovat“ světlo podle našich představ, ale tam už musíme pracovat s koherentním paprskem, který má laser. Základem čipu, který vyrobili vědci z CALTECHu Ali Hajimiriho, je rozložení paprsku z laserové diody do jednotlivých zářičů a následné vykreslení obrazu skládáním světla z těchto zářičů. Světlo je ze své podstaty mimo jiné vlna a jako s vlnou s ním lze manipulovat. Představte si příměr ze všedního života – do vody hodíte kamínek. Klidnou vodní hladinu rozčeří rozšiřující se kruhy od místa dopadu, to zná jistě každý. Zajímavější situace nastane, pokud do vody hodíte těch kamenů několik, ať už současně, nebo krátce za sebou. Na vodní hladině vzniknou velmi komplikované obrazce. Podobně tomu je s ohýbáním světla na čipu. Zde jsou prvky, které dokáží změnit fázi procházejícího světla (ekvivalent kamene hozeného o něco později). Skládáním světla z těchto jednotlivých jednotlivých prvků je potom možno nasměřovat výsledné paprsek podle potřeby. Samotné zobrazování potom probíhá stejně, jako tomu bylo dříve u televizí s vakuovou obrazovkou. Stejně tak kreslí obrázek jeden paprsek po řádcích z levého horního rohu až do pravého dolního rohu. Tím, že zde nejsou žádné mechanické části může být toto vykreslování velmi rychlé, paprsek stihne vykreslit celý obraz mnohokrát za sekundu a pro oko tak vzniká iluze pohyblivých obrázků.


 

Zvětšit obrázek
Písmena „CIT“ promítnutá technikou optického fázováním (OPA). Kredit: Ali Hajimiri/Caltech. Podrobnosti zde.

 Čip o ploše jednoho čtverečního milimetru podle Ali Hajimiriho již dnes dokáže promítat jednoduché obrázky, jako jsou třeba smajlíci nebo písmena. Čip prozatím pracuje v infračerveném spektru, ale zřejmě nebude větší  problém vyrobit zařízení pracující ve viditelném spektru. Kromě zobrazovací techniky může tato technologie najít svoje uplatnění v laserovém ekvivalentu radaru – v LIDARu. V současnosti se jedná o poměrně konstrukčně komplikované a tím i drahé zařízení, kde vychylování paprsků probíhá v větší části mechanicky. Každý mechanický prvek sebou nese nepříjemná omezení a potencionální poruchovost. Pokud by Ali Hajimiri s kolegy dokázali tuto technologii rozvinout především v otázce výkonu a přesnosti formování paprsku, je zde velký potenciál pro uplatnění těchto čipů jako základu  budoucích LIDARů. A taková zařízení nejsou jenom doménou vojáků, ale jsou třeba součástí luxusních vozů  a základním senzorem robotických vozidel, tedy takových, které nepotřebují řidiče. Třeba díky této technologii budeme v budoucnu autu potřebovat jenom sdělit, kam má jet a potom si v klidu brouzdat po internetu, zatímco se o cestu postará robotický řidič.

 

Videa jsme museli odstranit protože je vlastník dodatečně prohlásil za neveřejná. Nyní se dají spustit již jen z CIT News a to kliknutím na levý černobílý obrázek se spouští ukázka promítnutí písmen “C,” “I,” a “T” pomocí Hajimirova čipu, pod pravým černobílým obrázkem se skrývá projekce trojúhelníkového obrazce: http://www.caltech.edu/content/bending-light-tiny-chip

 

Zdroj: http://www.caltech.edu/content/bending-light-tiny-chip

Autor: Martin Tůma
Datum: 12.03.2014 15:35
Tisk článku

Související články:

Zauzlené světlo     Autor: Dagmar Gregorová (18.01.2010)
Křivý laserový paprsek     Autor: Josef Pazdera (13.04.2009)



Diskuze:

Alex Butin,2014-03-18 11:10:53

Je mi jasny, ze clanek pojednava o odlisne technologii, ale citovany text:
…ale místo dataprojektoru použijete mobil. Dnes je to ještě fikce…
je zavadejici az nepravdivy, viz:

http://www.gsmarena.com/samsung_i7410-2698.php (rok 2009)

http://www.gsmarena.com/samsung_i8530_galaxy_beam-4566.php (rok 2012)

Odpovědět

Zajímavé

Alexandr Kostka,2014-03-17 06:42:14

Mít to na jednom čipu je zajímavé, nicméně miniaturizace byla ohromná i bez této možnosti. Před několika lety existoval digitál kompakt od Fuji, který měl zabudovaný projektor. Při zatemnělé místnosti to zvládlo vytvořit poměrně jasný obraz s úhlopříčkou cca 75 cm. Netuším samozřejmě velikost samotného projektoru, ale zvenku to byl normální kompakt.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace