Новий метод запису голографічних 3D-зображень спільно розробили вчені фізичного факультету Варшавського технологічного університету та Білостоцького університету. Робота була опублікована в Nature Communications.
Метод полягає у використанні оптомагнітного носія з ефектом пам’яті та послідовних алгоритмів, позбавлених класичних матричних обчислень. Завдяки отриманим результатам дослідження можна буде подолати бар’єри роздільної здатності та швидкості обчислень і відображення голографічних зображень.
Автори публікації використали магнітний носій, який являє собою синтетичний сплав гадолінію, заліза та кобальту (GdFeCo) у вигляді шару товщиною 20 нанометрів на скляній підкладці. Цей матеріал дуже простий і дешевий у виробництві. Його унікальною особливістю є можливість створювати довільні голографічні візерунки шляхом сканування пучка імпульсів від фемтосекундного лазера – це схоже на малювання зображення олівцем на аркуші паперу. Структура візерунка — це магнітні мікрообласті, що перемикаються променем світла надшвидким і повторюваним способом.
Методи такого магнітного запису розробляє команда проф. Анджей Ступакевич з Білостоцького університету.
«Ми вперше запропонували використовувати надшвидкий магнітний запис для створення голографічних візерунків в оптомагнітному середовищі. Його перевагою є можливість отримання величезної роздільної здатності та швидкості», – сказав проф. Ступакевича, цитується в прес-релізі університету.
Надшвидкий магнітний запис дозволяє записувати точку з часом до 30 пікосекунд, що, використовуючи частоту повторення лазера 1 ГГц, дозволяє динамічний запис із високою роздільною здатністю, недосяжний у сучасних технологіях.
Авторам публікації вдалося створити голографічний запис із щільністю приблизно 3600 х 3600 точок (приблизно 13 мільйонів точок або 4K) на квадратний дюйм без істотних обмежень щодо розміру всієї голограми.
Більше того, новий метод із застосуванням магнітного носія зберігає голографічне зображення як на магнітному диску, а процес запису, стирання та перезапису відбувається безконтактно та лише за допомогою пучка світлових імпульсів.
«Ми представили алгоритм для голографічних обчислень без класичних матричних обчислень, які потребують великої кількості пам’яті. Замість цього ми запропонували серійний підхід, тобто точкове обчислення, також у хмарі, відповідно до повторення лазерного променя запису», – сказав доктор. Міхал Маковський, керівник групи з факультету фізики Варшавського технологічного університету. І додав:
«Оскільки запис магнітно постійний, носій бере на себе функцію пам’яті. Завдяки цьому потреба в пам’яті комп’ютера дорівнює нулю, незалежно від розміру голограми.
У співпраці з групою вчених з Університету Чіба в Японії їм вдалося розробити процесор, який обчислює точку голограми за один такт, тобто кожну 1 наносекунду.
Автори публікації підрахували, що можливості генерації та відображення масштабних 3D-комп’ютерних голограм у матричному підході не доведеться чекати до 2100 року – як вважалося раніше.
Більше інформації у вихідній статті.
Наука в Польщі, Уршуля Качоровська
uka/ekr/
