I ricercatori del RIKEN Advanced Science Institute, in Giappone, hanno sviluppato un nuovo modo per creare ologrammi a colori, grazie all'ausilio di plasmoni di superficie (il plasmone è un quanto delle oscillazioni di plasma, cioè una quasiparticella).
"La chiave risiede nella sovrapposizione di una sottile pellicola di argento sulla quale sono stati eccitati plasmoni di superficie", spiegano i ricercatori. "Avrete sicuramente visto un'immagine stereoscopica rossa o blu che fluttua nell'aria in un parco di divertimenti o in un museo della scienza. A causa del principio alla base della tecnica è difficile creare ologrammi colorati. Ora siamo riusciti a sviluppare un'olografia a colori usando un nuovo metodo. La mela rossa con foglie verdi mostrata nella figura 1 è un esempio", ha dichiarato il ricercatore Miyu Ozaki.
Un ologramma è come una foto che registra le onde di luce diffuse da un oggetto, e ricostruisce l'oggetto in tre dimensioni, quando questo non è effettivamente presente. L'immagine che si ottiene è il risultato della luce catturata che è entrata in collisione ed è stata diffusa dall'oggetto.
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"Per la registrazione è stato usato un raggio laser diviso in due raggi identici. Il raggio d'illuminazione illumina l'oggetto, mentre la luce riflessa dall'oggetto è applicata a un materiale sensibile alla luce, come una pellicola fotografica. Allo stesso tempo un'altra fonte di luce chiamata raggio di riferimento è sovrapposta al materiale fotosensibile", ha spiegato Kawata.
"I due raggi interferiscono l'uno con l'altro e producono un modello di bande chiare e scure. Questa frangia d'interferenza contiene l'informazione della luce diffusa dall'oggetto, che è poi registrata sul materiale fotosensibile. Per ricostruire l'oggetto in tre dimensioni una luce ordinaria illumina l'ologramma pre-registrato. La luce è difratta dalla frangia d'interferenza pre-registrata nell'ologramma per rigenerare l'onda di luce diffusa dall'oggetto durante la registrazione. Quando vediamo l'ologramma sotto la luce, sembra che l'oggetto sia effettivamente presente".
Per ottenere una frangia d'interferenza approfondita, serve un laser che agisca come fascio di riferimento. Il colore della luce difratta è influenzato dal raggio laser, così l'immagine ricostruita mediante un ologramma convenzionale è dello stesso colore usato dal laser. Questo è il motivo per cui la maggior parte degli ologrammi è monocromatica.
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"Il nostro sistema usa raggi laser per registrare l'ologramma, ma non per il fascio d'illuminazione richiesto per la ricostruzione dell'immagine. Invece, usiamo un fascio di luce bianca, che comprende una miscela di differenti lunghezze d'onda. Poiché i tre colori primari della luce - rosso, verde e blu (RGB) - possono essere estratti dalla luce bianca, le immagini stereoscopiche sono ricostruite da ologrammi nei rispettivi colori, e le tre immagini stereo sono sovrapposte per ottenere un'immagine combinata con un colore pieno", ha spiegato Kawata.
L'ologramma creato in questo esperimento ha una misura di 38 mm in lunghezza e 26 mm in altezza. "Questa soluzione troverà applicazioni nei futuri dispositivi con schermi tridimensionali", ha dichiarato Ozaki. "Nel caso degli ologrammi generati usando plasmoni di superficie, la luce bianca serve solo come luce incidente, e i fasci che possono essere applicati da dietro, così il sistema può essere usato in piccoli dispositivi come gli smartphone".
Ci sono però dei problemi da risolvere prima che il sistema possa essere usato in qualche prodotto. "Il sistema deve essere migliorato per permettere la gestione di oggetti più grandi. Inoltre, gli angoli di visione per le immagini stereo sono limitati al momento a 25 gradi sia in verticale che lateralmente. Questi problemi però possono essere risolti. Usando il nostro sistema, puntiamo a creare immagini olografiche in movimento", hanno concluso i due ricercatori.