2008 hatten Nasser Peyghambarian von der University of Arizona und seine Kollegen bereits ein einfarbiges holografisches Display präsentiert, auf dem sich dreidimensionale Bilder alle vier Minuten aktualisieren. Der Nachfolger braucht nur noch zwei Sekunden und stellt sogar mehrere Farben dar.

Der zehn mal zehn Zentimeter große Bildschirm des neuen Prototyps besteht aus einer speziellen Kunststofffolie, einem so genannten photorefraktiven Polymer. Gegenstände oder Personen, die hierauf in 3-D dargestellt werden sollen, nehmen die Wissenschaftler mit mehreren Kameras aus verschiedenen Perspektiven auf. Die Daten werden dann per Computer in einem gepulsten Laserstrahl kodiert, der mit einem weiteren Laserstrahl zur Überlagerung gebracht wird.

Das entstehende Interferenzmuster wird in das Polymer geschrieben, indem der Brechungsindex lokal abgeändert und die Bildinformation so gespeichert wird. Jeder der nur wenige Nanosekunden andauernden Laserpulse erstellt ein holografisches Pixel, aus denen sich wie im zweidimensionalen Fall das spätere Bild zusammensetzt. Alle zwei Sekunden konnte das Team um Peyghambarian die gesamte Beugungsstruktur und damit das 3-D-Bild aktualisieren.

Zum Auslesen muss der Bildschirm mit einer LED-Lampe beleuchtet werden. Dessen Licht wird nun in genau derselben Weise wie am Originalobjekt gestreut – ein dreidimensionaler Bildeindruck entsteht. Um mehrfarbige Bilder darzustellen, schrieben die Wissenschaftler bis zu drei verschiedene Hologramme bei verschiedenen Winkeln in das Polymer. Auslesen lässt sich das Ergebnis mit verschiedenfarbigen LEDs (rot, grün und blau für den gesamten Farbbereich).

Zudem gelang es den Forschern, dreidimensionale Bilder zu erzeugen, die sich aus beliebigen Richtungen betrachten lassen. Dafür sind allerdings deutlich mehr Pixel nötig, und die Aufnahme eines Bildes würde sich wieder in den Minutenbereich verzögern. Peyghambarian und seine Kollegen umgingen das Zeitproblem, indem sie den Laserstrahl in einer Linsenanordnung aufspalteten und so mit einem einzigen Laserpuls 100 holografische Pixel gleichzeitig aufnehmen konnten.

Mögliche Anwendungen der holografischen Displays sehen die Entwickler beispielsweise in der Werbung, in aktualisierbaren 3-D-Karten oder der Unterhaltungsindustrie. Da sich mit der neuen Technik dreidimensionale Bilder an einem Ort aufnehmen und via Internetverbindung nahezu in Echtzeit an einem beliebigen anderen Ort wiedergeben lassen, so die Autoren, profitieren in Zukunft vielleicht sogar Mediziner von der Technik: Chirurgen könnten eine Operation in einem fernen Krankenhaus in 3-D verfolgen. (mp)