對於大多數技術愛好者來說，全息圖會讓人想起《星球大戰》中萊婭公主懇求本·“歐比旺”·肯諾比幫助的粗糙影像。三十多年後，全息圖的發展仍然停留在為駕駛執照和信用卡提供防偽功能上。但這一切可能很快就會改變，這要歸功於一種新型光折變聚合物的開發，它為3D影像鋪平了道路，有一天將幫助醫生研究X射線，工程師設計建築物，軍事官員計劃戰鬥——以及用於電影、影片遊戲和其他多維娛樂。無需紙質或塑膠眼鏡。
亞利桑那大學光學科學學院（OSC）在圖森的研究人員，以及加利福尼亞州奧 Oceanside 市 Nitto Denko Technical Corporation 的工程師們，最近公佈了一種光折變聚合物薄膜的原型，3D 影像可以在其上記錄、擦除並替換為新影像。當這個過程進行得足夠快時，就會在薄膜上形成一系列影像，從而產生肉眼可見的三維動作。
傳統的全息圖——例如信用卡上用於驗證真偽的銀色小鳥——是靜態的，沒有記憶功能。但“想象一下，一種動態的全息圖，影像可以頻繁更換，”OSC 光子學和雷射主席納賽爾·佩甘巴里安說。
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佐治亞理工學院在亞特蘭大的化學和生物化學教授，以及該校有機光子學和電子中心的光子學副主任約瑟夫·佩裡表示，亞利桑那大學的光折變聚合物意義重大，原因有幾個。首先，他說，它是“可更新的”——影像可以像音樂和影片刻錄到 CD 或 DVD 上一樣，寫入、擦除和重寫到聚合物上。“同樣重要的是，”他說，研究人員“能夠使用非常基本的材料構建顯示器”。使用鈮酸鋰晶體已經可以實現動態全息術，但將這些晶體生長成大型顯示屏的過程比製造聚合物薄膜要困難得多且不切實際。
該聚合物是一種複雜的複合材料，由共聚物（充當光敏劑並吸收光）、增塑劑（塑膠中使用的新增劑，用於提供強度和柔韌性）以及其他材料製成薄膜，並熔化在四英寸（100 毫米）銦錫氧化物塗層玻璃電極之間。迄今為止，該聚合物的原型提供了小的——四平方英寸（25 平方釐米）——單色影像，包括汽車、人類頭骨和分子，可以從平面顯示器前方的不同角度觀看。
影像使用波長為 532 奈米（十億分之一米）的綠色雷射記錄到聚合物上，雷射光被吸收，在材料中產生電荷分佈，從而改變薄膜的折射率，並建立 3D 影像，當薄膜被照明時即可觀看。
使用聚合物建立相當於三維影片的關鍵是在大約 30 毫秒（千分之一秒）內更換影像的能力，速度足夠快，以至於人眼不會注意到。對於資料密集型的 3D 影像來說，這並非易事——如今，在一片聚合物上寫入影像需要兩分多鐘。“拿一杯水，”佩甘巴里安說。“你需要從玻璃的每個角度獲取多少資訊才能製作出它的 3D 影像？你必須將所有這些座標放入記憶體中，當場景移動時，會新增更多資料。”佩裡補充說，使用足夠靈敏的聚合物或更大的雷射功率，可以在一瞬間寫入整個影像。
一旦研究人員能夠弄清楚如何更快地更換影像（正在考慮使用脈衝雷射），這些影像放大後會看起來更好。佩甘巴里安說，新型聚合物必須至少製成一平方英尺（929 平方釐米）的片材，才能引起大多數人的注意。下一步將是製造可以顯示彩色 3D 影像的聚合物。
總而言之，在不久的將來，這些發展可能使醫生能夠使用這種薄膜來呈現人體（例如綠色）的三維影像，並突出顯示（紅色）腫瘤和其他嚴重的醫療狀況，以便在手術前進行分析。同樣，軍事領導人將能夠查閱行動式 3D 全息戰場地圖，這些地圖會隨著新情報的出現而自動更新。
一旦影像更換速度和解析度的挑戰得到解決，家用電子產品製造商將擁有他們建立顯示器所需的東西，這些顯示器可以儲存整部 3D 電影或影片遊戲——甚至可以儲存多個——從而將今天備受追捧的平板電視貶為客房或地下室的擺設。
全息感測器
全息圖也將越來越多地用作感測器裝置，當引入不同的刺激時，它們會改變影像和顏色。以 Smart Holograms 公司製造的基於水凝膠的全息圖為例，該公司是從英國劍橋大學生物技術研究所剝離出來的。這些全息圖是該公司手持注射器系統的一部分，該系統測量航空燃料中的水分含量——這是必要的，因為超過燃料 30 份水分的過量水分會阻塞飛機燃料供應系統並在飛行過程中導致發動機熄火。全息圖在暴露於不同刺激時會自動反應——全息圖中的凝膠狀物質在液體的存在下會膨脹或收縮，具體取決於水的濃度。Smart Holograms 還在開發使用全息圖來提醒糖尿病患者及其醫生注意危險血糖水平的感測器。
全息醫學
新興的全息和類全息技術也有望幫助醫生更精確地指導患者體內的癌症治療。特別是，位於馬薩諸塞州貝德福德的 Actuality Medical, Inc. 正在開發體繪製 3D 顯示裝置，該裝置使用來自計算機斷層掃描 (CT) 掃描和其他三維資料，建立身體部位的逼真計算機渲染圖，醫生可以像研究實物一樣從不同角度研究這些渲染圖。其中包括 PerspectaRAD，這是一種結合了癌症治療軟體、體繪製 3D 顯示器和觸覺（或基於觸控的）介面的裝置，使醫療保健工作者能夠視覺化腫瘤的位置並規劃治療方案，從而最大限度地減少對健康組織的損害，以及正在進行的 PerspectaSeed 4-D 的開發，用於治療前列腺癌和 MammoSolve 用於乳腺腫瘤切除術。“把它想象成，”公司執行長邁克爾·戈德斯坦說，“外科醫生的 GPS。”