Neuartiger Holographie-Bildschirm für 3D-Videos mit Rundumsicht entwickelt

Herkömmliche 3D-Bildschirme zeigen Filme bereits mit verblüffenden dreidimensionalen Effekten. Doch bewegte Hologramme vermitteln einen weitaus stärkeren räumlichen Eindruck, da es scheint, als könne man ein Objekt von mehreren Seiten betrachten. Werden holografische Videos bisher nur für spezielle Anwendungen etwa in der Medizintechnik genutzt, entwickelten Wissenschaftler nun eine Technik, die den Weg dynamischer Hologramme für den Massenmarkt ebnen könnten. Wie sie in der Fachzeitschrift „Nature“ berichten, ermöglicht ein spezieller Lichtmodulator eine enorme Pixelrate von 50 Milliarden Bildpunkten pro Sekunde. Die Kosten für die lichtleitenden Komponenten eines solchen Bildschirms schätzten sie dabei auf unter 500 Dollar.

Daniel Smalley und seine Kollegen vom Media Lab am Massachusetts Institute of Technology (MIT) nutzten für ihren Prototypen, für den keine 3D-Brille nötig war, die Kopplung von polarisiertem Laserlicht mit Radiowellen. Dadurch konnten mit rasanter Geschwindigkeit Milliarden von holografischen Pixeln erzeugt werden, die die für Hologramme wichtigen Interferenzmuster aus einer Referenzwelle und einer sogenannten Objektwelle enthielten. Dazu lenkten die Forscher rotes, grünes und blaues Laserlicht in einen lichtleitenden Kristall aus Lithiumniobat. Auf diesen Kristall setzten sie einen Signalgeber: Er sandte Radiowellen aus, welche die zuvor berechnete holografische Bildinformation für die einzelnen Pixel trugen. Für jede der drei Grundfarben verwendeten die Holografie-Experten dabei eine andere Radiofrequenz.

Im Kristall koppelten nun Laserlicht und Radiowellen miteinander. Am Ende des Kristalls traten daraufhin Lichtpulse aus, die jeweils einem holografischen Pixel entsprachen. Insgesamt kombinierten die Wissenschaftler eine Vielzahl dieser lichtleitenden Kristalle. Erste Prototypen kamen dabei auf 40, spätere sogar auf bis zu 1250 einzelne Lichtkanäle. Die Lichtpulse wurden auf einen rotierenden Projektionskörper gelenkt und bauten so Zeile für Zeile ein holografisches Video mit einer Auflösung von 156 auf 177.600 Pixeln auf. Mit fünf Bildern pro Sekunde wirkte die holografische Filmsequenz eines fliegenden Schmetterlings allerdings noch sehr abgehackt. Doch für weniger ruckelnde Videos halten Smalley und Kollegen eine Steigerung auf 30 bis 60 Bilder pro Sekunde für möglich.

Einen großen Vorteil ihrer Bildschirmtechnik sehen Smalley und seine Kollegen in der günstigen Fertigung der Lichtleiter mit dem angedockten Signalgeber für Radiowellen. Für ein rund ein Meter breites Display, das aus einem relativ breiten Blickwinkel von 25 Grad betrachtet werden könnte, beziffern sie die Fertigungskosten der Lichtmodulatoren auf unter 500 Dollar. Zusätzlich sind aber noch mindestens drei Laser und eine Projektionsfläche nötig, wodurch ein Holografie-Monitor sicher weitaus teurer werden würde.