Holografische films, zoals die R2D2 geprojecteerd van prinses Leia in "Star Wars:A New Hope, " zijn lang de provincie van science fiction geweest, maar voor de meesten van ons de omvang van onze ervaring met hologrammen zijn misschien de dubbeltjes op onze paspoorten en creditcards. Door 'metasurface'-materialen te gebruiken die licht kunnen manipuleren op manieren die natuurlijke materialen niet kunnen, onderzoekers denken dat ze eindelijk het licht aan het einde van de tunnel hebben gezien voor het maken van echte holografische films.

De bevindingen, door een team van de Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT), werden op 3 augustus gepubliceerd in Optica Express .

Statische hologrammen zijn tegenwoordig overal om ons heen op ons geld, kredietkaarten, en paspoorten.

Deze 'surface-reliëf hologrammen, ' op plastic gestempeld op dezelfde manier als vinylplaten in reliëf worden gemaakt, kan handig zijn als beveiligingsmiddel of om inpakpapier te laten fonkelen, maar ze staan ​​bekend om hun lage beeldkwaliteit, stilstaande beelden, en beperkte kijkhoek. In het derde decennium van de 21e eeuw, we hebben nog geen echte holografische films, ondanks hun alomtegenwoordigheid in de populaire cultuur.

Zelfs de 'hologrammen' van popsterren die steeds vaker voorkomen bij concerten zijn geen echte hologrammen, maar een bijgewerkte versie van een heel oude theatrale truc die het oog bedriegt met spiegels en licht - een illusie die gemakkelijk als zodanig wordt onthuld als de kijker net iets naar de zijkant van de opstelling beweegt.

Maar onderzoekers van de Tokyo University of Agriculture and Technology hebben een echte holografische film gedemonstreerd, wiens concept is geïnspireerd op de sequentiële weergave van de allereerste cinematografische projectoren van de 19e eeuw.

Het proof of concept hangt af van wat een metasurface wordt genoemd, een dun filmmateriaal van slechts nanometer dik waarvan de microstructuur kunstmatig is gemaakt om eigenschappen te leveren, zoals slimme manipulatie van licht, die niet in natuurlijk voorkomende materialen voorkomen. Meta-oppervlakken omvatten zeer kleine herhalende patronen op schalen die kleiner zijn dan de golflengte van licht. Het is hun vorm en bijzondere rangschikking, liever dan, zoals bij conventionele materialen, hun chemische samenstelling, waardoor meta-oppervlakken het pad van het licht kunnen veranderen.

De onderzoekers 'printen' een reeks van 48 rechthoekige frames van een meta-oppervlak dat voornamelijk van goud is gemaakt en dat laserlicht verstrooit dat erop scheen op een zodanige manier dat een echt holografisch driedimensionaal beeld ontstond dat in de lucht leek (net als prinses Leia) , zichtbaar vanuit de meeste hoeken in de kamer.

Elk van de metasurface-frames is iets anders - zoals bij een rol celluloidfilm - met 48 afbeeldingen van de draaiende aarde. De holografische film werd afgespeeld door elk frame achtereenvolgens te reconstrueren met een snelheid van 30 frames per seconde - de framesnelheid die in de meeste live-tv wordt gebruikt.

"We gebruiken een helium-neon laser als lichtbron, die een roodachtig holografisch beeld produceert, " zei Kentaro Iwami, een van de ingenieurs die het systeem hebben ontwikkeld, "dus het doel is om dit te ontwikkelen om uiteindelijk full colour te produceren. En we willen dat het vanuit elke hoek zichtbaar is:een 'hele halfrond' 3D-projectie."

Het kostte een elektronenstraal-lithografieprinter ook zes en een half uur om de 48 frames te tekenen - een extreem korte film die op een lus wordt gedraaid. Een holografische film van zes minuten zou iets meer dan 800 uur in beslag nemen om te tekenen, denken de onderzoekers.