飛秒激光顯示技術在空氣中呈現3D圖像。宏拓超快激光聯合實驗室供圖
伴隨著嘶嘶的擊穿聲，掛漢字和圖形時，肉眼能看到“鴻圖”、“科技日報”、“五角星”，用手能摸到。7月19日，科技日報記者在武漢東湖高新區宏拓超快激光聯合實驗室見證了這一科幻場景。
"沒有紙和墨水，一束光也能憑空作畫."實驗室主任曹向東說，該團隊新研制的高能量、高峰值功率飛秒激光器，峰值功率密度達到100萬兆瓦，聚集一束“最快的光”來“照亮”空氣。
激光顯示從“0”到“1”的突破
目前大多數3D顯示技術都是利用雙目視覺差異和人腦的虛擬合成，在屏幕上呈現“偽3D圖像”。最新的3D顯示技術使用三維物理空間來呈現圖形。每個元素(對應的平面顯示像素)通過激光發射或反射光線，圖像排列在三維空間中，觀眾可以從全角度看到三個死角D圖像。
飛秒激光穿透空氣形成的三維圖像是真實的。曹向東介紹，這種基于飛秒激光誘導等離子體的真三維顯示技術，大功率飛秒激光聚焦，達到每平方厘米100太瓦的高強度，并誘導發光等離子體的形成。用3D掃描儀掃描激光束，發光點陣排列組合，在空中形成各種文字或圖案。
與傳統激光顯示相比，飛秒激光顯示技術具有明顯的優勢。它的顯示介質是空氣，不需要屏幕、水霧等。3d圖像直接呈現在空中。同時，飛秒激光的脈沖持續時間比納秒激光短(1納秒為十億分之一秒，1飛秒為百萬分之一納秒)，所需能量更低，單點停留時間更短，安全性更高。
飛秒激光顯示技術的難點在哪里？
“今天的出道源于十幾年來對光影的潛心研究。”曹向東說，飛秒激光曾被譽為光谷四大發明之一。他和他的團隊致力于超快激光產業核心前沿技術和應用技術的研發，定位所有關鍵核心技術，實現完全自主。
突破空氣需要每平方厘米100太瓦的能量密度，即飛秒激光在指甲蓋大小和面積內達到100太瓦的能量輸出，并在飛秒時間尺度上釋放電離空氣。“點亮”空氣是飛秒激光綜合技術水平的體現。峰值功率強，平均功率只有幾十瓦。
“我們的空中成像飛秒激光技術顯示，亮度已經達到優先級別。國內外客戶對比了很多。公司我們的產品，最終選擇了我們。”曹向東說道。
曹向東介紹，團隊采用自主研發的先進飛秒激光技術。未來，通過對飛秒激光脈沖時空分布的復雜編輯和控制，可以精確調整體素亮度、顏色、持續時間等特征參數，從而進一步增強飛秒激光功率，實現超大空間的真正3D顯示。