Lichtwellenleiter, der ein 4D-Lichtfeld verschieben kann

Hat jemand einen optischen Wellenleiter erfunden, der eine Szene unverändert von einem Ort zum anderen "leiten" kann? Genauer gesagt möchte ich ein 4D-Lichtfeld verschieben (und/oder drehen).

Ein optischer Wellenleiter ist ein EM-Wellenleiter, der für den Betrieb bei sichtbaren Wellenlängen entwickelt wurde.

Ein Lichtfeld ist ein Computergrafikkonzept, das die RGB-Intensitäten und -Richtungen von Photonen in einer bestimmten linearen Spanne eines 3D-Raums darstellt.

Das gesamte Licht in einem Raum kann als 5D-Lichtfeld beschrieben werden: der RGB-Wert bei jedem Muster entlang 5 Dimensionen:

  1. Theta (Kompasspeilung)
  2. Phi (Neigung)
  3. x (+x = rechts)
  4. y (+y = runter)
  5. z (+z = in Szene)

Ein 5D-Lichtfeld, das entlang einer linearen 3D-Spanne abgetastet wird, ergibt immer noch ein 5D-Lichtfeld. Aber ein 5D-Lichtfeld, das entlang einer linearen 2D-Spanne (z. B. der Öffnung einer Kamera, eines Auges oder einer Anzeige) abgetastet wird, wird als 4D-Lichtfeld ausgegeben.

Somit könnte man diesen hypothetischen „Lichtfeld-Wellenleiter“ auch als „das perfekte Periskop“ oder „Faseroptik für Bilder“ zusammenfassen. Sie könnten eines davon verwenden, um zB ein Fenster zwischen zwei beliebigen Räumen zu erstellen, selbst wenn sie meilenweit voneinander entfernt sind.

Irgendwelche Ideen, wie man eines davon macht? Sagen Sie nicht Lichtfeldkamera -> Videostreaming -> Lichtfeldanzeige, daran arbeite ich bereits. ;)

Antworten (1)

Es gibt einige Arbeiten, die von Nader Engheta und Mario Silveirinha entwickelt wurden. Die Grundidee besteht darin, einen Wellenleiter aus einem Medium zu machen, dessen Durchlässigkeit ε nahe Null ist, was im Grunde eine Art "klassisches Tunneln" erlaubt, da die Phasengeschwindigkeit im Medium sehr groß ist. Nehmen wir an, ein Lichtfeld wird unverändert von einem Ende des Wellenleiters zum anderen transportiert.

Es wurde experimentell für Mikrowellen demonstriert, aber ich bezweifle, dass es in naher Zukunft mit sichtbaren Wellenlängen möglich sein wird.

Hier sind einige Papiere, die Sie lesen könnten:

  • Silveirinha & Engheta (2006). Tunneln elektromagnetischer Energie durch Subwellenlängenkanäle und Biegungen unter Verwendung von ε-nah-Null-Materialien. Phys. Rev. Lett. 97, 157403. http://prl.aps.org/abstract/PRL/v97/i15/e157403 (Das Originalpapier.)
  • Liu, Cheng, Hand, Mock, Cui, Cummer, Smith (2008). Experimentelle Demonstration des elektromagnetischen Tunnelns durch ein Epsilon-nahe-Null-Metamaterial bei Mikrowellenfrequenzen. Phys. Rev. Lett. 100, 023903. http://prl.aps.org/abstract/PRL/v100/i2/e023903 (Experimentelle Demonstration für Mikrowellen unter Verwendung von Metamaterialien, dh Materialien mit sich wiederholenden Strukturen, die kleiner als die Wellenlänge sind.)
  • Edwards, Alu, Young, Silveirinha, Engheta (2008). Experimentelle Überprüfung der Epsilon-Near-Zero-Metamaterialkopplung und des Energy Squeezing unter Verwendung eines Mikrowellenwellenleiters. Phys. Rev. Lett. 100, 033903. http://prl.aps.org/abstract/PRL/v100/i3/e033903 (Nur eine Woche nach der oben genannten Veröffentlichung veröffentlicht, ist dies eine weitere experimentelle Demonstration für Mikrowellen, die einen anderen Ansatz verfolgt. Anstatt Metamaterialien zu verwenden, Sie betreiben den Wellenleiter an seinem Cutoff-Punkt. Dies macht den Effekt streng monochromatisch, denke ich, aber der Wellenleiter ist viel einfacher und billiger herzustellen.)
  • Silveirinha & Engheta (2009). Transportieren eines Bildes durch ein Loch im Subwellenlängenbereich. Phys. Rev. Lett. 102, 103902. http://prl.aps.org/abstract/PRL/v102/i10/e103902 (Theoretische Abhandlung, die den Transport eines sogenannten Lichtfelds beschreibt.)
  • Silveirinha & Engheta (2012). Abtasten und Drücken elektromagnetischer Wellen durch ultraschmale Regionen oder Öffnungen im Subwellenlängenbereich. Phys. Rev. B 85, ​​085116. http://prb.aps.org/abstract/PRB/v85/i8/e085116 (Neueste Aktualisierungen – ich habe mich nicht über die Entwicklungen nach 2009 auf dem Laufenden gehalten, daher bin ich mir nicht ganz sicher, was neu ist Hier.)
Lichtwellenleiter, der ein 4D-Lichtfeld verschieben kann
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