Olimpiai show-műsorok és mesterséges holdak

Manapság minden nagy rendezvényen láthatunk szemkápráztató lézershow-kat. Lézervetítéseket használnak szakmai vásárokon, reklámokban, a művészetekben és építészeti eseményeken. A varázslatosan ragyogó mintákat rendkívül bonyolult technológia segítségével hozzák létre, és a leglátványosabbak közül soknál ezt a technológiát a berlini központú LaserAnimation Sollinger szolgáltatja. A fénysugarak összehangolása és az effektek létrehozása kapcsán pedig a FAULHABER motorjainak van fontos szerepe a cég lézerprojektoraiban.

Egy példa erre Yvette Mattern művésznő „Global Rainbow” című alkotása: hét színpompás, nagyon erős lézersugár irányul az ég felé a berlini Ernst-Reuter-Platzon a Győzelmi oszlop irányába, megváltoztatva az egész városközpont hangulatát. Vagy a Kimchi és Chips művészpáros „A másik Hold” című műve, ahol megjelenik az égen egy második Hold a Zeche Zollverein fölött Esseinben. Vagy a pörgős show a pjongcsangi téli olimpia záróünnepségén… ez csak néhány példa a sok közül.

Négy milliméter átmérőjű fénytoll

A gyakran meglepő és néha lélegzetelállító fényhatások a lézersugár egyedi tulajdonságain alapulnak. Intenzitás, a fénysugarak fókusza és a hatótávolság tekintetében többszörösen felülmúlja az egyéb mesterséges forrásokból származó fénysugarakat. Ugyanakkor a lézernek vannak optikai és technikai korlátai, ahogyan Richard Schäfer sales manager leírja: „A fénysugár általában nagyon kicsi. A mi eszközeinkkel az átmérője körülbelül 4,0 milliméter. Vagyis csak egy apró pont jelenik meg a vetítőfelületen.”

Egy minta – például egy logó, felirat vagy mesefigura-szerű mozgóképek – létrehozásakor a lézervetítés az emberi szem tehetetlenségére támaszkodik. Pontosabban mondva az agyban lejátszódó képfeldolgozásra, amely másodpercenként 24 képkockából álló filmből hoz létre egy folyamatot. Ha a lézersugár elég gyorsan mozog, akkor az ember a kivetített animációt „látja” a körbe-körbe mozgó fénypont helyett. Ennek érdekében a projektorban lévő fénysugarat eltérítik két tükör segítségével – az y és x tengelyhez is tartozik egy-egy tükör. A mozgását elektromágneses úton indukálják, és nagyon magas sebességet ér el.

Egy másik korlátozó tényező a szín. Egy lézer színe attól a lézeraktív anyagtól függ, amelyben a fénysugarat létrehozzák. Lézervetítés esetében ez az anyag a félvezető, mivel itt diódalézereket vagy a Coherent OPSL-forrásait használják. A lézerdiódák azonban csak néhány alapszínt tudnak létrehozni, főként pirosat, zöldet és kéket. A LaserAnimation Sollinger csúcskategóriás eszközei rendelkeznek a Coherent OPSL-forrásaival a citromsárga, narancssárga és cián színekhez is. A fehér sugár létrehozásához többféle színű sugarakat kell „kollineárisan egymásra helyezni”. Ugyanez a helyzet a többi szín esetében is: a teljes színskála különböző tónusainak eléréséhez az egyes
sugarak intenzitását kell módosítani.

Még egy századfoknyi eltérés sem megengedett

A trükk az, hogy a különböző hullámhosszúságú lézerforrásokat a lehető legkollineárisabban kell egymásra helyezni. Ez minél precízebben van elvégezve, annál élesebbnek és pontosabbnak fog tűnni a végső fénysugár az emberi szem számára. Ilyen esetekben speciális optikai szűrőket, úgynevezett „dikroikus szűrők”-et alkalmaznak, amelyek bizonyos fénysugarakat eltérítenek, míg más sugarak (színek) átjutnak az üvegszűrőn. Így lehet „egymásra helyezni” különböző lézersugarakat, hogy egyetlen fénysugarat hozzanak létre. Vagyis ami „fehér” sugárnak tűnik az emberi szem számára, az végső soron piros, zöld és kék források kombinációja.

Ez azonban csak akkor működik, ha a fénysugarak nagyon pontosan, és mindenek előtt hosszú ideig és nagy távolságban is együtt maradnak, mivel a lézerfényeknek gyakran több száz méterről vagy akár több kilométerről is láthatóaknak kell lenniük. A dikroikus szűrőket a megfelelő precizitással be kell állítani. Ahogyan Richard Schäfer magyarázza: „Egy századfoknyi elhajlás száz méterenként 1,7 centiméteres eltérést eredményez. Ez azt jelenti, hogy az egyes színek már nincsenek egymáson, és az emberi szem meg tudja különböztetni őket – a színkeverő hatás elvész.”

Hallottunk már olyan esetről, hogy a LaserAnimation Sollinger egyik eszközét kiküldték a berlini telephelyről, hogy egy nappal később használják például egy lézershow-n a a dubaji Burdzs Kalifában. A teherszállító repülőgép mínusz húsz fokos hőmérséklete után az eszköz burkolata hatvan fokra is felmelegszik, vagy akár még annál is többre a sivatagi napon. A magas minőségű anyagok és a kifinomult rögzítési technológia ellenére elkerülhetetlen egy bizonyos szintű torzulás az optikában. Emiatt a dikroikus szűrők helyzetét enyhén módosítani kell. Ez az oka annak, hogy a dikroikus tükörtartók fel vannak szerelve egy meghajtóval: a FAULHABER beépített fogaskerekekkel ellátott, kefe nélküli egyenáramú motorjait használják a szoftver által vezérelt, legalább egy ezredfokos finombeállításhoz.

Optikai rácsok a lélegzetelállító effektusokért

Egy másik motor használatos a védelemhez. Annak érdekében, hogy az intenzív lézerfény ne jusson be korlátlanul az emberi szembe, a projektorok kétlépcsős kikapcsolási mechanizmussal rendelkeznek. Az elektronikus védőáramkör mellett van egy mechanikus zár is vészhelyzet esetére. Normál működés közben a zárólapot egy motoros forgó mágnes tartja nyitva. Meghibásodás esetén a biztonsági áramkör megállítja a motort, és lehetővé teszi, hogy a zárólap leessen a lézersugár kimenetének útjába.

A FAULHABER más meghajtóit a rácsmodulnál alkalmazzák. A diffrakciós rács egy olyan optikai elem, amely a fénysugarak eltérítését használja ki, amikor azok nagyon keskeny réseken haladnak át. A fénysugarakon és grafikákon kívül egy lézerprojektor különféle mintákat és effektusokat is létre tud hozni, mint például mesterséges sarki fényt vagy Robert Henke „Destructive Observation Field” című alkotásának hullámzó, absztrakt formáit: egy világító objektum, amely folyamatosan változik, és úgy néz ki, mintha kozmikus köd és biológiai sejtstruktúra keveréke lenne, mintegy tükrözve a mikro- és makrokozmoszt. Az effektusokat nemcsak vetítőfalon lehet létrehozni, hanem a térben, szabadon is.

A rácsmodulban lévő kerekeket léptetőmotorok pozicionálják, hogy a vetítéshez kiválasszanak egy adott rácsot. Magukat a körkörös rácsokat kefe nélküli egyenáramú motorok hozzák mozgásba, ez pedig saját optikai hatást hoz létre, amely lehet akár vad vibrálás vagy akár képek csigalassúságú, meditatív változásai.

A legmagasabb követelmények a meghajtókkal kapcsolatban

„Az ilyen típusú effektekhez gyakran több projektort használunk” – magyarázza Richard Schäfer. „Hatásuk csak akkor tud igazán kiteljesedni, ha a rácsok teljesen szinkronban mozognak a legnagyobb és a legkisebb sebességnél, valamint a folyamatos irányváltoztatással járó start/stop funkció esetében is.” A projektorok és a rácsmodulok rengeteg technológiát ötvöznek, ami azt jelenti, hogy a beszerelési hely rendkívül szűkös. Itt csak nagyon kicsi motorokat lehet elhelyezni.

A maximális pontosság és megismételhetőség további minimum követelmények. A beépített, holtjátékmentes fogaskerekeknek itt nagyon fontos szerepük van. Amikor a FAULHABER-rel való együttműködés kezdetéről kérdezik, Richard Schäfer azt válaszolja, hogy az már az ő ideje előtt elkezdődött. A legelső megrendelés 2003-ból való. Ez azt jelenti, hogy a FAULHABER motorjai húsz év alatt kiállták az idő próbáját e magas igényeket támasztó alkalmazás terén: „Felső kategóriás eszközöket készítünk a lézervetítésekhez. Ehhez pedig olyan meghajtókra van szükségünk, amelyek ugyanolyan csúcskategóriásak.”

FAULHABER