麻省理工：应用于裸眼3D显示的新型光纤

2012-03-17 11:01

　　麻省理工学院的电气工程师和材料科学家近日制造出一种神奇的光纤，用其编织成的柔性显示屏可以播放3D图像而观众不必佩戴特制眼镜来观看。该研究近期发表在《自然 "光学》网站上。

　　说起3D立体显示技术，我们会立即想起3D电影，呈现在眼前的立体效果令人有逼真的、身临其境的感觉。但如今主流的3D立体显示技术仍然不能使我们摆脱特制眼镜的束缚，这使得其应用范围以及使用舒适度都打了折扣，而且不少3D技术若长时间体验，会让观众产生恶心眩晕等感觉。于是，3D立体显示能够持续发展的动力，就落到了裸眼3D显示技术这一前沿科技身上。

　　光纤的工作原理是，在发送端首先要把传送的信息（如话音）变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度（频率）变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。

　　拥有同样工作原理的新光纤独特之处在于，其纤维的纤芯嵌入了一个微小的液滴。当激光照射液滴时，会发生散射。纤芯的四周覆以多层不同光学性质的材料，发挥镜子一样的作用，这样就可以有效地创造出360度的激光束。光纤纤芯的四周还有四个通道，灌入液晶，每条通道与两个电极相连，通过改变施加在液晶上的电压，可以改变其透明度。虽然结构如此复杂，但这种光纤的直径仅为400微米（0.4毫米），而人的头发的直径为100微米，液晶显示器的像素大约为300微米。

　　研究人员可以把很多工作控制在一个“像素”的基础上进行，即可以沿着纤维从头到尾、从前到后制作出无数的激光点。换句话说，如果一个电视屏幕由这些纤维构成，这一边可以显示一个图像，而另一侧可以显示不同的图像。这样坐在电视屏幕前的不同观众，可以看到完全不同的电视节目。同样，观众不用戴3D眼镜就可以观看完美的3D影像，而且坐在电视屏幕后面的观众也能收看。

　　这种光纤的唯一缺点是，目前在每个光纤中还只能放入一滴液滴。研究人员正在设法让液滴来回运动的速度足够快，以形成多像素的效果。更值得注意的是，这种新纤维具有伸展性，可以制成数公里长。

　　新纤维可到达人体的任何部位，因此可以制成高度精确的医疗装置。新光纤还可以应用于光动力疗法，即利用光来激活药物，光动力疗法是目前唯一相对非侵入性的和无毒的治疗癌症的方法。