Innovation

Neue Holografie-Technik für 3D-Fernsehen

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Dörte Sasse

Foto: Savas / Uni Arizona

Hologramme in 3D waren bislang zwar faszinierend anzusehen, aber auch für die Ewigkeit gemacht: Sie waren eingebrannt in ihren Untergrund. Forscher haben jetzt Hologramme entwickelt, die sich löschen und ersetzen lassen. Damit würden die Darstellungen aktueller und ohne Spezialbrillen anzusehen.

Dreidimensionale Hologramme geben zwar eindrucksvoll die Realität wieder, doch bisher waren sie unveränderlich, für immer eingebrannt in ein Trägermaterial. Jetzt präsentieren US-Forscher die ersten 3-D-Hologramme, die sich löschen und durch neue Bilder ersetzen lassen. Das Wiederbeschreiben funktioniert binnen Minuten, berichten sie, sodass erstmals veränderliche dreidimensionale Bildschirmdarstellungen, die ohne Spezialbrillen zu betrachten sind, in greifbare Nähe rücken.

Zwar misst der Prototyp nur rund zehn mal zehn Zentimeter und zeigt sein Bild einfarbig rot, wie die Forscher in "Nature" berichten. Doch sie arbeiten bereits an größeren Displays, die außerdem mehrfarbig darstellen können. Anwendungen für erneuerbare 3-D-Hologramme liegen vor allem in der Medizintechnik, etwa um 3-D-Computerscans wiedergeben zu können. Auch in der Industrie und im Design, im Pilotentraining und beim Militär ist ein Einsatz vorstellbar.

"Dieses Display kann innerhalb weniger Minuten beschrieben werden, mehrere Stunden ohne Auffrischung betrachtet werden und lässt sich, wenn gewünscht, komplett löschen und mit neuen Bildern überschreiben", berichten Savas Tay und Nasser Peyghambarian von der University of Arizona in Tucson.

Physiker des College of Optical Sciences und Techniker der kalifornischen Firma Nitto Denko Technical nutzen einen lichtempfindlichen Kunststoff, ein sogenanntes fotorefraktives Polymer. Anders als bei herkömmlichen Hologrammen verändert das Beschreiben das Kunststoffmaterial nicht dauerhaft. Das Polymer befindet sich als dünne Schicht zwischen zwei Glasplatten, die je mit einer transparenten Elektrode versehen sind. Bei angelegtem elektrischen Feld wird das Material dann mit einem Laser beschrieben: Grundlage ist das dreidimensionale Bild, das eine Spezialkamera zuvor von einem Objekt aus allen Blickwinkeln angefertigt hat.

Diese Informationen setzen Laserstrahlen in ein Interferenzmuster um. Dabei werden Ladungen innerhalb der Molekülstruktur des Polymers verschoben. Je nachdem, wo die Lichtenergie absorbiert wird und sich negative oder positive Ladungen bewegen, entstehen helle oder dunkle Bereiche. Das einfallende Licht wird an diesen Stellen anders gebrochen als vom Rest des Materials - ein Bild wird sichtbar. Der Vorgang lässt sich durch erneutes Verschieben der Ladungen rückgängig machen, der Brechungsindex kehrt an jener Stelle wieder zu seinem Ausgangswert zurück.

Neben Bildschirmen für professionelle Nutzer könnten langfristig auch dreidimensionale Werbetafeln und TV-Monitore möglich werden.