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嶺南仨人作品
銀河科技科研區。
全息投影研究所里面。
黃豪杰此時正和一大群研究員在測試全息投影芯片。
目前全球已知的全息投影技術有三種,分別是360度全息顯示屏技術、空氣投影技術、激光束投射技術。
其中360度全息顯示屏技術最容易理解,它是將圖像投射鏡子上,再讓鏡子進行高速的旋轉,從而產生3d的立體影像。
空氣投影技術則是利用水蒸氣,將影像投射在水蒸氣上,由于分子之間的震動不均衡,所以可以形成立體圖像。
激光束投射技術是最為復雜的,它是利用氮氣和氧氣在空氣中散開時,混合成的氣體變成灼熱的漿狀物質,并在空氣中投射出3d影像,但這種技術顯示的時間很短暫。
銀河科技的全息投影芯片,就是激光束投射技術進階版本。
目前談到全息投影,我們想到最多的商用場景就是虛擬偶像演唱會,比如初音未來、洛天依。
但是很遺憾的是,它們都屬于偽全息投影,并不是真正的全息投影。
雖然虛擬偶像演唱會給觀眾呈現出了栩栩如生的立體影像,但是其必須在固定的舞臺上,且要在黑暗當中才能實現,而且觀眾必須要從特定的角度進行觀看。
那么虛擬偶像演唱會是怎么實現的呢?
它實際上屬于一種光學錯覺技術,我們稱之為佩珀爾幻象,在魔術表演中經常會用到。
它的原理并不復雜,是利用一張半透半反的膜,也就是所謂的透明全息膜,作為介質,使得物體在膜中成了個虛像,因為是半透的,所以你可以看到膜后的景物,視覺上給人一種立體的錯覺。
再加上cg技術(計算機圖形技術)以及高亮度的燈光,這種立體影像就會給觀眾一種惟妙惟肖的真實感覺。
而市面上我們看到的所謂的全息投影技術,絕大多數都是基于佩珀爾幻象的偽全息投影技。
這種技術實現的全息投影,優點缺點非常明顯。
優點就是技術原理簡單,實現容易;缺點就是無法做到360c,觀眾必須在比較暗的環境,以及特定角度從可以看到立體影像,另外投影儀絕大多數都必須固定和調教好。
至于真正的全息投影技術,目前還在實驗室里面躺著。
黃豪杰設計的全息投影芯片,就是在一塊硅片上面制作三原色激光器。
這些三原色激光器非常微小,小到怎樣的程度
每一個激光器的大小的邊長2納米的正方形,加上激光器之間的間距,一個激光器需要占據16平方納米的面積。
在1平方厘米的硅片上面,需要集成6.25億個三原色激光器。
三原色激光器可以說是黃豪杰全息投影芯片的核心技術。
目前激光行業一個流行的說法是:只要加入綠色激光器,那么白光光源系統的最終性能和效果就幾乎完全被其決定。
這一點不僅適用于激光光源,也適用于led光源。
事實上,高亮led投影不能普及,雙色激光的復雜結構、led和激光混合光源等,這些事務的命門無一不在綠色發光器件上。
對于激光投影,綠色激光器現在的表現可以用,出光功率低(不及紅藍色激光半導體一半)、發光效率更低(不及紅藍色激光半導體一半)、溫度敏感性(發光效率和壽命隨溫度升高下降更快)三個核心瓶頸來形容。
對于led投影,在紅色、藍色led器件,幾乎比同類同亮度激光器件價格便宜七八成的背景下,led光源投影一直未能走出襁褓的原因就在綠色led器件性能上。
綠色led的核心瓶頸和激光綠色光源基本一致,也是“出光功率低、發光效率更低、溫度敏感性”三大問題。
例如led光源,藍色led在20度和120度時的亮度變化只有10,綠色led卻有40,這導致溫度變化過程中,擁有綠色led的白光系統色彩的偏移。
目前,研發高效綠色激光器或者led光源,已經成為半導體光源產業的核心任務。
事實上,投影的未來到底是led光源還是激光光源,很大程度上也由那個技術先突破綠色瓶頸決定。
綠色瓶頸不僅是投影技術的問題,也是其它三原色半導體照明領域的瓶頸所在。
黃豪杰制作的這種三原色激光器,是通過一種新材料完成的。
這種三原色應激材料,通過不同大小的電壓電流,就會產生五種顏色的激光,這五種顏色之中,就包含了紅綠藍三原色。
硅片上面第一層就是集成三原色激光器的,下面還有71層1納米
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