Üç boyutlu (3D) dünyanın derinliğini temsil etmede iki boyutlu (2D) ekranların sınırlamaları, araştırmacıları daha sürükleyici bir deneyim sunan alternatifleri keşfetmeye itti. Volumetrik piksel (voksel) kullanarak 3D görüntüler üreten hacimsel ekranlar (VDS), bu arayışta bir atılımdır.
Sanal gerçeklik veya stereoskopik ekranlardan farklı olarak, VDS, kafaya monte edilmiş cihazlar veya karmaşık görsel hileler gerektirmeden doğal bir görsel deneyim sunar. Bunlar arasında, lazer tabanlı VDS canlı renkleri, yüksek kontrast oranları ve geniş renkli gamları için öne çıkıyor. Bununla birlikte, bu tür sistemlerin ticari uygulanabilirliği, düşük çözünürlük, hayalet vokseller ve tek bir malzemede ayarlanabilir, tam renkli emisyonun olmaması gibi zorluklarla engellenmiştir.
Bu sınırlamaları ele almak için, Miray Çelikbilek Erundu ve Ali Erçin Erundu liderliğindeki Yildiz Teknik Üniversitesi’nden araştırmacılar, yenilikçi RE geliştirdi.3+-Yakın kızılötesi (NIR) lazer uyarımı altında ayarlanabilir tam renk emisyonu yapabilen katkılı monolitik camlar (Re = Ho, TM, ND, YB).
Yakın zamanda yayınlanan çalışmaları Işık: Bilim ve Uygulamalarbu gözlüklerin, mevcut teknolojilerin karşılaştığı temel engellerin üstesinden gelen dinamik, tam renkli lazer bazlı VD’ler için malzeme olarak potansiyelini gösterir.
Ekibin yaklaşımı, kristal malzemelere göre çeşitli avantajlar sağlayan cam matrislerde nadir toprak iyonlarının benzersiz optik özelliklerinden yararlanır. Bu gözlükler yüksek optik geçirgenlik, termal ve kimyasal stabilite, düşük fonon enerjisi ve üstün mekanik mukavemet sergiler.
Ayrıca, büyük ölçekli üretim ve yüksek nadir toprak çözünürlüğü kolaylığı onları pratik uygulamalar için ideal adaylar haline getirir. Cam bileşimini ve uyarma parametrelerini optimize ederek, araştırmacılar 808 nm ve 980 nm lazer uyarımı kullanılarak tek bir malzemeden ayarlanabilir kırmızı, yeşil ve mavi (RGB) emisyonu elde ettiler.
Ekip, bir prototip VD sistemi oluşturarak malzemelerinin pratik uygulamasını gösterdi. RE’yi kullanarak3+-Dopik monolitik gözlükler, voksel konumu ve renk üzerinde hassas kontrole sahip dinamik 3D görüntüler ürettiler. Sistemin yüksek mekansal çözünürlük, dinamik görüntüler ve tam renkli ayarlanabilirlik elde etme yeteneği, tıp, eğitim, mühendislik ve eğlencede kullanım potansiyelini vurgular.
Araştırmacılar, “Gelişmiş gözlükler, lazer bazlı hacimsel ekranların ilerlemesinde dikkat çekici bir adım temsil ederek, işlevsellik, ölçeklenebilirlik ve imalat kolaylığı ile eşsiz bir kombinasyon sunuyor.”
“Önceki yaklaşımların sınırlamalarının üstesinden gelerek, bu atılım yenilikçi 3D görselleştirme teknolojileri için zemin hazırlıyor. Olağanüstü çok yönlülük ve verimlilikleri ile, bu özel olarak tasarlanmış gözlükler, yeni nesil ekran sistemlerinde devrim yapma ve görsel bilgilerle nasıl etkileşim kurduğumuzu yeniden tanımlama potansiyeline sahiptir. “
Ekip, “Bu gözlükler gerçek dünya uygulamalarında çeşitli amaçlar için de kullanılabilir.” “Yerinde yüksek çözünürlüklü 3D görüntüleme gerçekleştirme, voksel görüntülerin rengini ve çözünürlüğünü gerçek zamanlı olarak ayarlama ve karmaşık sistemlere ihtiyaç duymadan bu görüntülerin mekansal düzenlemesini dinamik olarak kontrol etme yeteneği sunuyorlar.
“Malzemelerin ayarlanabilirliği ve ölçeklenebilirliği göz önüne alındığında, kullanımları geleneksel ekranların ötesinde tıbbi görüntüleme, eğitim araçları ve hem canlı renk hem de hassasiyetin gerekli olduğu etkileşimli eğlence gibi alanlara uzanabilir.”
