東湖高新區虹拓超快激光聯合實驗室研發的飛秒激光器生成空中3D實像。 記者高文舉 通訊員余樂 攝
這讓人稱奇的一幕，是虹拓超快激光聯合實驗室曹祥東團隊的最新成果。團隊研發出的高能量、高峰值功率飛秒激光器，能將2瓦功率轉換為百萬兆瓦級，在空中實現真實可觸的3D圖像。
“2瓦是很小的功率，什么也做不了，但是2瓦的飛秒（1秒的一千萬億分之一）就不得了。”該實驗室主任曹祥東說，擊穿空氣，需要100太瓦每平方厘米的能量密度，即飛秒激光在指甲頭大小面積上，達到100太瓦能量輸出，在飛秒的時間尺度釋放出來電離空氣。新研發的飛秒激光器可以將小能量轉化為大能量，聚起“最快的光”，把空氣“點亮”。
東湖高新區虹拓超快激光聯合實驗室研發的飛秒激光器生成空中3D實像。 記者高文舉 通訊員余樂 攝
這一新技術形成的3D實像有別于傳統3D顯示技術，有望給顯示領域帶來新變革。曹祥東介紹，目前，大多數3D顯示技術是利用雙眼視覺差異及人腦虛擬合成的方式，在屏幕上呈現“偽3D圖像”。而這一飛秒激光器，利用三維物理空間來渲染圖形，通過激光讓每個體素（對應平面顯示中的像素）發光或反射光，在三維空間中排列成像。這也意味著，觀看者可以全角度、無死角觀看到3D圖像。
“空氣是它唯一需要的介質。”曹祥東介紹，這一飛秒激光顯示技術的優勢還體現在，它不需要任何屏幕，也不需要水霧等介質，只要用空氣，原則上，在海洋、高空成像，都沒問題。
東湖高新區虹拓超快激光聯合實驗室研發的飛秒激光器生成空中3D實像。 記者高文舉 通訊員余樂 攝
曹祥東介紹，目前，這種用于空中成像的飛秒激光器已經達到商用要求，在性能、成本、體積等各項指標都達到世界領先水平，關鍵技術全部實現了國產化。未來，團隊將通過對飛秒激光脈沖時空分布進行復雜編輯和控制，精確調控體素的亮度、顏色及持續時間等特征參數，進一步升級飛秒激光器功率，實現超大幅面空中真實3D顯示，“比如，在長江上搭起一公里長的大屏顯示，是可以實現的”。
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