伴随嗞嗞作响的击穿声，“虹拓”“科技日报”“五角星”等汉字和图形悬空呈现，肉眼能观、双手可触。 东湖高新区的虹拓超快激光联合 实 验室实现了这一科幻场景。


　　“无需纸墨，一束光也可以凭空作画。”该实验室主任曹祥东说，团队最新研制的高能量、高峰值功率飞秒激光器，峰值功率密度达百万兆瓦级，聚起一束“最快的光”，把空气“点亮”。




　　目前，大多数3D显示技术是利用双眼视觉差异及人脑虚拟合成的方式，在屏幕上呈现“伪3D图像”。最新的3D显示技术则使用三维物理空间来渲染图形，通过激光让每个体素（对应平面显示中的像素）发光或反射光，在三维空间中排列成像，让观众全角度、无死角观看到3D图像。
　　飞秒激光击穿空气形成的3D影像，真实存在。曹祥东介绍，这种基于飞秒激光诱导等离子体的真实3D显示技术，将高峰值功率的飞秒激光聚焦，达到每平厘米100太瓦极高强度后击穿空气，诱导形成发光等离子体，采用3D扫描器将激光束进行扫描，对发光点阵进行排列组合，在空中形成各种文字或图案。
　　相比传统激光显示，飞秒激光显示技术优势明显，其显示介质为空气，不需要屏幕、水雾等，可将3D图像直接在空中呈现。同时，飞秒激光比纳秒激光的脉冲持续时间更短，所需能量更低，单点停留时间更短，具有更高安全性。




　　“今朝亮相，源自光影背后十余年潜心研究。”曹祥东说，飞秒激光曾被誉为光谷四大发明之一，他和团队致力于超快激光产业核心前沿技术研发和应用技术开发，在关键核心技术上全部国产化。
　　击穿空气，需要100太瓦每平方厘米的能量密度，即飞秒激光在指甲头大小面积上，达到100太瓦能量输出，在飞秒的时间尺度释放出来电离空气。“点亮”空气是飞秒激光综合技术水平的体现，依靠强大峰值功率的同时，平均功率仅几十瓦。
　　“我们的空中成像飞秒激光技术，显示亮度达到领先水平，客户比较了全球国内外多家公司产品，最终选择了我们。”曹祥东说。
　　曹祥东介绍，团队采用自主研发的先进飞秒激光技术，未来，将通过对飞秒激光脉冲时空分布进行复杂编辑和控制，精确调控体素的亮度、颜色及持续时间等特征参数，进一步升级飞秒激光器功率，实现超大幅面空中真实3D显示。
　　来源 | 科技日报 作者刘志伟 吴纯新
　　图片 | 虹拓超快激光联合实验室
　　设计 | 施佳敏
　　编审 | 康鹏
　　审核 | 翟磊
　　出品 | 光谷融媒体中心


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