Holoobrazy

Jak działa dysk holograficzny

Tak jak w zwykłym hologramie, występuje tu wiązka odniesienia i przedmiotowa. Fotografowany przedmiot to wyświetlany np. na ekranie LCD układ jasnych i ciemnych punktów, które odpowiadają jedynkom i zerom. Ekran zmienia układ punktów kilka tysięcy razy na sekundę, a każda konfiguracja jest zapisywana w innym miejscu obracającego się dysku holograficznego. Do odczytu danych służy detektor umieszczony nad dyskiem holograficznym. Odczyt następuje w momencie gdy przez powierzchnię dysku przechodzi tylko wiązka odniesienia. Wiązka przedmiotowa jest przesłaniana, a ekran LCD wyłączany.

Holograficzna pamięć

Skoro hologram pozwala zapisać w postaci obrazu interferencyjnego dowolną informację, dlaczego nie stworzyć holograficznej dyskietki do przechowywania dużych ilości danych? Prace nad realizacją tego pomysłu trwały przez większą część ubiegłego wieku (patrz ramka „Geneza holografii”), lecz dopiero upowszechnienie laserów, które emitują światło idealnie nadające się do tworzenia hologramów, pozwoliło na praktyczną realizację założeń teoretycznych. Obecnie dyski holograficzne są wykorzystywane przez duże firmy, które potrzebują pojemnych nośników do przechowywania ogromnych, liczonych w terabajtach, ilości danych.

Do zapisu dysków holograficznych używa się półprzewodnikowych laserów niebieskich (długość fali 405 nm). W przeciwieństwie do płyt CD czy DVD zadanie lasera nie polega na wypaleniu ścieżek na powierzchni płyty, ale zobrazowaniu obiektu na powierzchni krążka holograficznego. Obiektem jest tu układ czarnych i jasnych kropek (patrz schemat „Jak działa dysk holograficzny”). Odpowiadają one zeru i jedynce w binarnym systemie zapisu danych, którym posługuje się komputer. Jasne i czarne pola mogą być wyświetlone np. na monitorze LCD. Każdy układ jasnych i ciemnych punktów, który ukaże się na monitorze, jest zapisywany jako oddzielny hologram na innym fragmencie dysku.

Dużą zaletą dysków holograficznych jest ich trwałość liczona w dziesiątkach lat oraz możliwość odczytania informacji z uszkodzonego nośnika. Ponieważ cała informacja o obrazie zapisywanego przedmiotu jest zgromadzona w każdym fragmencie hologramu nie mniejszym niż długość fali lasera użytego do zapisu, informacje można odzyskać nawet z tak niewielkiego fragmentu odłamanego od reszty hologramu.

W produkcji dysków holograficznych oraz urządzeń do ich zapisu i odczytu specjalizuje się m.in. firma InPhase. Jej „nagrywarka” o nazwie Tapestry – widoczna na zdjęciu – w obecnej wersji pozwala na zapis i odczyt dysku o pojemności do 1,6 terabajta. Dla porównania, na dwuwarstwowej płycie Blu-ray mieści się jedynie 50 GB danych. Dyski holograficzne od InPhase są jednokrotnego zapisu, ale opracowuje się już nośniki wielokrotnego zapisu. Z wyglądu przypominają zwykłą płytę CD – są przezroczyste i troszkę większe. Warstwa holograficzna znajduje się między dwoma warstwami ochronnymi. Całość jest pokryta warstwą antyrefleksyjną i zamknięta w plastikowej obudowie. Czas dostępu do danych liczy się w milisekundach, a prędkość zapisu dochodzi do 120 MB/s. Równie imponująca co parametry jest cena. Najnowszy model urządzenia Tapestry 300R kosztuje 18 tys. dolarów amerykańskich, a pojedyncza płytka 180 dolarów.

Obrazki na szybie

Oprócz przechowywania danych hologramy mogą też posłużyć do wyświetlania informacji w optycznych systemach HUD (Head-Up Display). Jest to rodzaj wyświetlacza, który nie przesłania widoku obszaru znajdującego się bezpośrednio za nim.

Z tego rodzaju rozwiązań korzystają już piloci samolotów, a powoli trafiają one także do samochodów i innych zastosowań. W samochodowym systemie HUD wszystkie kluczowe dla prowadzenia pojazdu informacje, np. prędkość czy numer biegu, są wyświetlane na przedniej szybie auta. Kierowca nie musi więc przenosić wzroku z drogi na deskę rozdzielczą, żeby je odczytać. Obraz wyświetlany na szybie pochodzi najczęściej z ekranu CRT lub LCD, a na szybę jest kierowany za pomocą układu optycznego. Alternatywą jest zastąpienie CRT i LCD wyświetlaczem holograficznym.

Zaletą takiego rozwiązania jest to, że obraz holograficzny powstaje w nieskończonej odległości od obserwatora – kierowca koncentrujący wzrok na odległym punkcie przed samochodem, np. znaku drogowym, widzi ostro także element HUD. Innym plusem jest to, że hologram jest widoczny przy oświetleniu tylko jednym kolorem światła – tym, który został użyty przy tworzeniu hologramu – a gdy jest oświetlany innymi kolorami, pozostaje niewidoczny. Dzięki temu elementy holograficzne HUD są bardzo jasne, mają duży kontrast, a nieoświetlone są niewidoczne i nie przesłaniają widoku.

Holograficzny HUD montowany jest na razie głównie w prototypowych modelach samochodów. Jednym z przykładów aut z holograficznym HUD-em jest nowoczesny Hyundai i-Blue zaprezentowany we wrześniu ubiegłego roku.