Les limites des affichages bidimensionnels (2D) dans la représentation de la profondeur du monde tridimensionnel (3D) ont incité les chercheurs à explorer des alternatives qui offrent une expérience plus immersive. Les affichages volumétriques (VDS), qui génèrent des images 3D à l'aide de pixels volumétriques (voxels), représentent une percée dans cette poursuite.
Contrairement à la réalité virtuelle ou aux écrans stéréoscopiques, les VD offrent une expérience visuelle naturelle sans nécessiter d'appareils montés sur la tête ou des astuces visuelles complexes. Parmi ceux-ci, les VD basés sur le laser se distinguent pour leurs couleurs vives, leurs rapports de contraste élevés et leur gamme de couleurs larges. Cependant, la viabilité commerciale de ces systèmes a été entravée par des défis tels que la faible résolution, les voxels fantômes et l'absence d'émission de couleur accordable en couleur dans un seul matériau.
Pour répondre à ces limitations, les chercheurs de Yildiz Technical University, dirigés par Miray Çelikbilek Ersundu et Ali Erçin Ersundu, ont développé un RE innovant3+– Lunettes monolithiques introduites (Re = Ho, TM, ND, YB) capables d'une émission de couleur en couleur accordable sous excitation laser proche infrarouge (NIR).
Leur travail, récemment publié dans Lumière: Science et applicationsdémontre le potentiel de ces verres comme matériaux pour des VD à base de laser en couleur dynamique, surmontant les obstacles clés auxquels sont confrontés les technologies existantes.
L'approche de l'équipe tire parti des propriétés optiques uniques des ions de la terre rare dans les matrices en verre, qui offrent plusieurs avantages par rapport aux matériaux cristallins. Ces lunettes présentent une transmittance optique élevée, une stabilité thermique et chimique, une faible énergie de phonon et une résistance mécanique supérieure.
De plus, leur facilité de production à grande échelle et la solubilité élevée en terres rare les font des candidats idéaux pour des applications pratiques. En optimisant la composition du verre et les paramètres d'excitation, les chercheurs ont obtenu des émissions de réglage rouge, vert et bleu (RVB) accordables à partir d'un seul matériau utilisant une excitation laser 808 nm et 980 nm.
L'équipe a démontré l'application pratique de ses matériaux en construisant un prototype de système VD. En utilisant le re3+-Plunes monolithiquesdonnées, elles ont généré des images 3D dynamiques avec un contrôle précis sur la position et la couleur du voxel. La capacité du système à atteindre une résolution spatiale élevée, des images dynamiques et une accordabilité en couleur met en évidence son potentiel d'utilisation en médecine, en éducation, en ingénierie et en divertissement.
« Les lunettes développées représentent un pas en avant remarquable dans l'avancement des écrans volumétriques basés sur le laser, offrant une combinaison unique de fonctionnalité, d'évolutivité et de facilité de fabrication », ont noté les chercheurs.
« En surmontant les limites des approches précédentes, cette percée jette les bases des technologies de visualisation 3D innovantes. Avec leur polyvalence et leur efficacité exceptionnelles, ces lunettes spécialement conçues ont le potentiel de révolutionner les systèmes d'affichage de nouvelle génération et de redéfinir la façon dont nous interagissons avec les informations visuelles. «
« Ces lunettes peuvent également être utilisées à des fins dans les applications du monde réel », a ajouté l'équipe. «Ils offrent la possibilité d'effectuer une imagerie 3D haute résolution in situ, ajustez rapidement la couleur et la résolution des images voxels en temps réel, et contrôlent dynamiquement la disposition spatiale de ces images sans avoir besoin de systèmes complexes.
« Compte tenu de l'accordabilité et de l'évolutivité des matériaux, leur utilisation peut s'étendre au-delà des écrans traditionnels dans des domaines tels que l'imagerie médicale, les outils éducatifs et le divertissement interactif, où la couleur et la précision vives sont essentielles. »
