レーザー励起空中散乱ボクセルを用いた自由空間ボリュメトリックディスプレイの研究

使用激光激发空气散射体素的自由空间体积显示研究

• 批准号: 21K17777
• 负责人: 熊谷 幸汰
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K17777/
• 关键词: ボリュメトリックディスプレイ; フェムト秒レーザー; 計算機ホログラム

本研究では，体積映像表示におけるボクセルのカラー化に注目し，空気中で色を任意に変えることができるフェムト秒レーザー励起散乱ボクセルの実証と，体積映像描画への適用を行う．本年度は，波長515 nmの緑色フェムト秒レーザーの空気中への集光照射で得られるボクセルについて，レーザー照射条件と色変化の関係を調査した．ボクセルを同一のレーザー照射条件で詳細に観察するための光学系を構築した．この観察光学系は，レーザーの光軸と垂直方向からカメラと分光器をボクセルを挟むように配置することで構築され，ひとつのレーザー照射条件に対して形状や色，スペクトルの同時取得を可能にした．取得されたボクセルの拡大像から，ボクセルの色は，照射されるレーザーの直線偏光方向に依存して，白色から緑色に変化することが観察された．さらに緑色ボクセルは，励起光と同じスペクトルを有し，直線偏光方向と垂直の方向から観察する場合に，もっとも強い光強度を有することが明らかとなった．これは，緑色フェムト秒レーザーが形成したボクセルに，励起光が光散乱することで生じる色変化と考察された．つぎに，励起パルスと照明パルスを分離し，任意の時間差を与えることができるダブルパルス励起光学系を構築した．これにより，励起パルスで形成したボクセルへ照明パルスを与えるタイミングと散乱光強度の関係の観察が可能になる．以上の成果は，国内外の研究会や学会で報告された．

In this study, the volume mapping method is used to describe the volume mapping problem. This year, we investigated the relationship between the wavelength of 515 nm and the concentration of light in the air, and the relationship between the color change and the irradiation conditions. The optical system was constructed by observing the same illumination conditions in detail. The observation optical system is constructed according to the vertical direction of the optical axis of the beam splitter, the shape and color of the beam splitter, and the irradiation conditions of the beam splitter. Obtaining a large image of the color of the light depends on the direction of linear polarization of the light, and the color of the light depends on the direction of linear polarization of the light. In the case of green light, excitation light and light intensity, the direction of linear polarization and the vertical direction of light intensity are different. The green light is scattered and the color is changed. The excitation system is constructed by the arbitrary time difference between the excitation and the illumination. The relationship between the intensity of scattered light and the intensity of scattered light can be observed. The above achievements are reported by domestic and foreign research associations and societies.

项目成果

Color volumetric display with laser-driven aerial voxels

具有激光驱动的航空体素的彩色体积显示

• 发表时间: 2022
• 作者: Tatsuki Mori;Kota Kumagai and Yoshio Hayasaki;Kota Kumagai and Yoshio Hayasaki
• 通讯作者: Kota Kumagai and Yoshio Hayasaki

レーザー励起空中ボリュメトリックディスプレイにおける画素の色表示

激光激发航空体积显示器中的像素彩色显示

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshio Hayasaki;Tasuki Mori;Kota Kumagai;Kota Kumagai and Yoshio Hayasaki;熊谷幸汰，早崎芳夫
• 通讯作者: 熊谷幸汰，早崎芳夫

Volumetric display with holographic-femtosecond laser drawing

带全息飞秒激光绘图的体积显示

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshio Hayasaki;Tasuki Mori;Kota Kumagai
• 通讯作者: Kota Kumagai

霧箱を用いたフェムト秒レーザー励起体積的ディスプレイ

使用云室的飞秒激光激发体积显示

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshio Hayasaki;Tasuki Mori;Kota Kumagai;Kota Kumagai and Yoshio Hayasaki;熊谷幸汰，早崎芳夫;熊谷幸汰，早崎芳夫;沼澤啓亮，熊谷幸汰，森建基，早崎芳夫
• 通讯作者: 沼澤啓亮，熊谷幸汰，森建基，早崎芳夫

Aerial Volumetric Display with Femtosecond-Laser-Driven Colored Voxels

飞秒激光驱动彩色体素的空中体积显示

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshio Hayasaki;Tasuki Mori;Kota Kumagai;Kota Kumagai and Yoshio Hayasaki
• 通讯作者: Kota Kumagai and Yoshio Hayasaki