Os pesquisadores criaram hologramas usando a luz emitida pela tela comum de um smartphone – transformando efetivamente um iPhone em um projetor holográfico.
Usando um dispositivo chamado modulador de luz espacial (SLM), os cientistas transformaram uma imagem 2D exibida em um iPhone 14 Pro em 3D. holograma. Eles detalharam suas descobertas em um estudo publicado em 2 de abril na revista Cartas Ópticas.
Os pesquisadores empregaram uma técnica que chamaram de “cascata de hologramas”, pela qual a luz de uma imagem estática é repetidamente modificada para criar uma imagem 3D de múltiplas camadas.
No estudo, a cascata começou com uma imagem colorida estática mostrada em um iPhone. As ondas de luz emitidas por ele foram refinadas por meio do SLM – dispositivo usado para controlar e ajustar a fase (tempo), amplitude (força ou brilho) e polarização (direção) das ondas de luz. Usando o SLM, os cientistas refinaram progressivamente e colocaram em camadas as ondas de luz para construir a imagem 3D passo a passo.
Para conseguir o efeito holográfico, os cientistas tiveram que determinar os ajustes específicos de luz necessários para criar o holograma 3D a partir da imagem exibida na tela do iPhone.
Isso envolveu trabalhar de trás para frente a partir da saída desejada para determinar os ajustes específicos necessários na fase e amplitude da luz em cada etapa da jornada, desde a tela do iPhone até o SLM, para recriar o holograma com precisão.
Eles capturaram imagens em dois pontos-chave usando um sensor de imagem colorido. O primeiro ponto foi no ponto focal de uma lente com transformada de Fourier (FTL) – um tipo especial de lente óptica projetada para focar a luz com precisão em imagens nítidas.
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O segundo ponto de gravação foi colocado a 1,5 centímetros (0,6 polegadas) de distância do ponto focal. Isso permitiu que o sensor registrasse variações de profundidade, demonstrando a capacidade do display holográfico de projetar imagens em 3D.
Esta pesquisa é única porque demonstra como a luz “incoerente” de dispositivos cotidianos, como smartphones e laptops, poderia ser usada para criar telas holográficas, disseram os cientistas no artigo. Luz incoerente refere-se a fontes de luz sem fase ou comprimento de onda consistente.
Tradicionalmente, a holografia gerada por computador (CGH) requer fontes de luz “coerentes”, como laser, que possuem fase uniforme e comprimento de onda que são mais fáceis de controlar com precisão. Isso os torna ideais para gerar hologramas nítidos e de alta resolução.
No entanto, os lasers são caros e potencialmente prejudicial aos olhos, disseram os pesquisadores, tornando-os impraticáveis em cenários cotidianos. Eles também podem introduzir artefatos visuais como “ruído pontilhado” – interferência aleatória e granulada em imagens que pode reduzir a qualidade e clareza visual.
“Nosso método não usa lasers, eliminando assim o ruído pontilhado”, autor principal do estudo Ryoichi Horisakiprofessor associado da Escola de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia da Informação da Universidade de Tóquio, disse ao Live Science.
A luz incoerente é menos adequada para holografia porque suas ondas não estão sincronizadas, dificultando o controle. No entanto, usando uma cascata de hologramas, a equipe estruturou as ondas de luz caóticas do iPhone para formar uma imagem 3D precisa.
Eles disseram que esta abordagem poderia apresentar “um método mais econômico e menos complexo” para o desenvolvimento de exibições holográficas usando dispositivos amplamente disponíveis. Também pode ser usado para criar interfaces para aumentado e realidade virtual (AR/VR) no futuro.
“Nosso método tem vantagens para aplicações em monitores próximos compactos, econômicos e seguros, incluindo óculos inteligentes”, disse Horisaki.
