对于大多数技术爱好者来说，全息图会让人想起《星球大战》中莱娅公主恳求本·“欧比旺”·肯诺比帮助的粗糙影像。三十多年后，全息图的发展仍然停留在为驾驶执照和信用卡提供防伪功能上。但这一切可能很快就会改变，这要归功于一种新型光折变聚合物的开发，它为3D图像铺平了道路，有一天将帮助医生研究X射线，工程师设计建筑物，军事官员计划战斗——以及用于电影、视频游戏和其他多维娱乐。无需纸质或塑料眼镜。
亚利桑那大学光学科学学院（OSC）在图森的研究人员，以及加利福尼亚州奥 Oceanside 市 Nitto Denko Technical Corporation 的工程师们，最近公布了一种光折变聚合物薄膜的原型，3D 图像可以在其上记录、擦除并替换为新图像。当这个过程进行得足够快时，就会在薄膜上形成一系列图像，从而产生肉眼可见的三维动作。
传统的全息图——例如信用卡上用于验证真伪的银色小鸟——是静态的，没有记忆功能。但“想象一下，一种动态的全息图，图像可以频繁更换，”OSC 光子学和激光主席纳赛尔·佩甘巴里安说。
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佐治亚理工学院在亚特兰大的化学和生物化学教授，以及该校有机光子学和电子中心的光子学副主任约瑟夫·佩里表示，亚利桑那大学的光折变聚合物意义重大，原因有几个。首先，他说，它是“可更新的”——图像可以像音乐和视频刻录到 CD 或 DVD 上一样，写入、擦除和重写到聚合物上。“同样重要的是，”他说，研究人员“能够使用非常基本的材料构建显示器”。使用铌酸锂晶体已经可以实现动态全息术，但将这些晶体生长成大型显示屏的过程比制造聚合物薄膜要困难得多且不切实际。
该聚合物是一种复杂的复合材料，由共聚物（充当光敏剂并吸收光）、增塑剂（塑料中使用的添加剂，用于提供强度和柔韧性）以及其他材料制成薄膜，并熔化在四英寸（100 毫米）铟锡氧化物涂层玻璃电极之间。迄今为止，该聚合物的原型提供了小的——四平方英寸（25 平方厘米）——单色图像，包括汽车、人类头骨和分子，可以从平面显示器前方的不同角度观看。
图像使用波长为 532 纳米（十亿分之一米）的绿色激光记录到聚合物上，激光光被吸收，在材料中产生电荷分布，从而改变薄膜的折射率，并创建 3D 图像，当薄膜被照明时即可观看。
使用聚合物创建相当于三维视频的关键是在大约 30 毫秒（千分之一秒）内更换图像的能力，速度足够快，以至于人眼不会注意到。对于数据密集型的 3D 图像来说，这并非易事——如今，在一片聚合物上写入图像需要两分多钟。“拿一杯水，”佩甘巴里安说。“你需要从玻璃的每个角度获取多少信息才能制作出它的 3D 图像？你必须将所有这些坐标放入内存中，当场景移动时，会添加更多数据。”佩里补充说，使用足够灵敏的聚合物或更大的激光功率，可以在一瞬间写入整个图像。
一旦研究人员能够弄清楚如何更快地更换图像（正在考虑使用脉冲激光），这些图像放大后会看起来更好。佩甘巴里安说，新型聚合物必须至少制成一平方英尺（929 平方厘米）的片材，才能引起大多数人的注意。下一步将是制造可以显示彩色 3D 图像的聚合物。
总而言之，在不久的将来，这些发展可能使医生能够使用这种薄膜来呈现人体（例如绿色）的三维图像，并突出显示（红色）肿瘤和其他严重的医疗状况，以便在手术前进行分析。同样，军事领导人将能够查阅便携式 3D 全息战场地图，这些地图会随着新情报的出现而自动更新。
一旦图像更换速度和分辨率的挑战得到解决，家用电子产品制造商将拥有他们创建显示器所需的东西，这些显示器可以存储整部 3D 电影或视频游戏——甚至可以存储多个——从而将今天备受追捧的平板电视贬为客房或地下室的摆设。
全息传感器
全息图也将越来越多地用作传感器设备，当引入不同的刺激时，它们会改变图像和颜色。以 Smart Holograms 公司制造的基于水凝胶的全息图为例，该公司是从英国剑桥大学生物技术研究所剥离出来的。这些全息图是该公司手持注射器系统的一部分，该系统测量航空燃料中的水分含量——这是必要的，因为超过燃料 30 份水分的过量水分会阻塞飞机燃料供应系统并在飞行过程中导致发动机熄火。全息图在暴露于不同刺激时会自动反应——全息图中的凝胶状物质在液体的存在下会膨胀或收缩，具体取决于水的浓度。Smart Holograms 还在开发使用全息图来提醒糖尿病患者及其医生注意危险血糖水平的传感器。
全息医学
新兴的全息和类全息技术也有望帮助医生更精确地指导患者体内的癌症治疗。特别是，位于马萨诸塞州贝德福德的 Actuality Medical, Inc. 正在开发体绘制 3D 显示设备，该设备使用来自计算机断层扫描 (CT) 扫描和其他三维数据，创建身体部位的逼真计算机渲染图，医生可以像研究实物一样从不同角度研究这些渲染图。其中包括 PerspectaRAD，这是一种结合了癌症治疗软件、体绘制 3D 显示器和触觉（或基于触摸的）界面的设备，使医疗保健工作者能够可视化肿瘤的位置并规划治疗方案，从而最大限度地减少对健康组织的损害，以及正在进行的 PerspectaSeed 4-D 的开发，用于治疗前列腺癌和 MammoSolve 用于乳腺肿瘤切除术。“把它想象成，”公司首席执行官迈克尔·戈德斯坦说，“外科医生的 GPS。”