? 计算全息: 无需实物,直接用算法计算物光波前并编码到空间光调制器上,再用相干光照射再现。技术门槛最高,但灵活性最强。
【关键难点:1. 高相干灵光源的制备。2. 高分辨率、高灵敏度记录材料的研制。3. 计算全息所需的灵能空间光调制器(SLM)为全新概念装置。】
【推荐路径:优先研发透射式全息技术,攻克灵光源和记录材料难关。】
路径明确,但技术挑战巨大。尤其是高相干性的“灵激光”,在这个世界闻所未闻。姜逸决定双线并进:一方面,尝试制备最简单的透射式全息所需的基础元件;另一方面,探索技术要求相对较低、但效果仍远超传统教学的“伪全息”或“体三维显示”方案。
他首先从光源入手。传统的灵石发光或符阵发光,光谱宽,相干性差,无法用于精密干涉。他尝试了多种方法:利用高Q值的“谐振灵腔”对特定频率灵波进行筛选和放大,试图得到准单色光;尝试让灵力通过特制的“灵光栅”产生衍射,分离出窄带频谱;甚至设想利用某种“受激辐射”原理(类似激光)来产生灵光,但受限于材料和对灵子能级结构的理解,进展缓慢。
在攻关高难度灵光源的同时,姜逸将更多精力放在了更易实现的“体三维显示”方案上。这个方案不追求完美的波前再现,而是利用视觉暂留原理,通过快速扫描或分层显示,在空中形成三维立体影像的错觉。
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他设计了一种“灵光扫描体三维显示装置”。核心是一个高速旋转的多面镜棱柱,每个镜面上都刻有精密的微缩符阵。当一束经过调制的、相对明亮的灵光(由多个符阵聚焦产生)照射到高速旋转的镜面上时,反射的灵光会在空中扫过一个扇形区域。通过精确控制灵光的强度、颜色(通过滤光或不同激发材料)和扫描时序,就可以在空间中“绘制”出由无数光点构成的三维图像。虽然图像是逐点扫描形成的,并非真正的连续体,但对于教学演示来说,已经足够震撼。
镜面加工、高速旋转轴承的精度、灵光调制符阵的响应速度……每一个环节都是挑战。实验室里再次响起了精密切削和符阵刻蚀的声音。经过反复试验和改进,第一台笨重、噪音较大但确实能工作的“灵光扫描显示仪”原型机诞生了!
首次测试,姜逸选择了一个简单的目标——一个悬空的、缓缓旋转的立方体灵纹结构。当仪器启动,镜面高速旋转发出嗡鸣,一束淡蓝色的灵光随之扫过空中,一个由光点构成的、略显闪烁但确实具有立体感的蓝色立方体,赫然出现在众人面前!
“成了!立体影像!”围观的弟子们发出阵阵惊呼,他们从未见过如此神奇的景象!
虽然图像粗糙、有闪烁感,且颜色单一,但这无疑是跨越性的一步!姜逸没有停歇,立刻投入优化:改进镜面抛光精度减少散射,优化灵光源提高亮度和稳定性,编写更复杂的控制符阵以显示更复杂的图形,如一个简化的丹炉结构内部透视图,甚至尝试让一个光点模拟药材在丹炉内的运动轨迹。
初步成功后,姜逸将目标投向了真正的全息。既然高相干光源短期内难以突破,他转而尝试利用计算全息的思想,但用这个世界的符阵来实现“波前调制”。他设计了一种“灵波相位调制板”:在一块特制的“幻灵石”薄板上,用极细的灵刻刀刻画上代表目标物体波前信息的、复杂无比的凹凸符纹。当一束普通的(非相干)灵光照射这块调制板时,由于符纹对灵波相位和振幅的调制,出射光会在特定位置形成目标物体的实像或虚像。
这相当于用物理刻痕代替了计算全息中的数字编码,其制作难度极高,且一块板只能显示一个固定的图像。但姜逸看中的是其原理验证价值。他选择了一个最简单的图像——科学派的标志,一个由圆规、量尺和丹炉组成的图案。耗费了数日时间,动用了他最强的神识微操和系统辅助计算,才终于在一块巴掌大的幻灵石上完成了符纹的刻画。
激动人心的时刻到来。当一束均匀的灵光照射在这块看似平平无奇的石板上时,前方空中果然浮现出了一个清晰、稳定、具有真实立体感的科学派标志影像!与扫描仪产生的点阵图像完全不同,这个影像浑然一体,可以从不同角度观察,仿佛真实物体悬浮在那里!
“这才是真正的立体影像!”姜逸心中激动不已。计算全息(物理编码版)的原理验证成功!