От смартфонов и телевизоров до кредитных карт - технологии, которые управляют светом, глубоко внедрены в нашу повседневную жизнь, многие из которых основаны на голографии. Однако традиционные голографические технологии столкнулись с ограничениями, особенно при отображении множества изображений на одном экране и поддержании качества изображения с высоким разрешением. Недавно исследовательская группа под руководством профессора Джунсука Ро из POSTECH (Университет науки и техники Пхоханга) разработала новаторскую технологию метаповерхности, которая может отображать до 36 изображений с высоким разрешением на поверхности тоньше человеческого волоса. Это исследование было опубликовано в журнале Advanced Science.
Это достижение обусловлено особой наноструктурой, известной как метаповерхность. Метаповерхность, в сотни раз тоньше человеческого волоса, способна точно манипулировать проходящим через нее светом. Команда изготовила колонны нанометрового масштаба с использованием нитрида кремния, материала, известного своей прочностью и превосходной оптической прозрачностью. Эти столбы, называемые метаатомами, позволяют точно контролировать свет на метаповерхности.
Замечательным аспектом этой технологии является ее способность проецировать совершенно разные изображения в зависимости как от длины волны (цвета), так и от спина (направления поляризации) света. Например, красный свет с круговой поляризацией слева может отображать изображение яблока, в то время как красный свет с круговой поляризацией справа может создавать изображение автомобиля. Используя этот метод, исследователи успешно закодировали 36 изображений с интервалом в 20 нм в пределах видимого спектра и 8 изображений, охватывающих от видимой до ближней инфракрасной области - все на одной метаповерхности.
Что делает это новшество особенно примечательным, так это не только упрощенный дизайн и процесс изготовления, но и улучшенное качество изображения. Команда решила предыдущие проблемы, связанные с перекрестными помехами на изображении и фоновым шумом, внедрив алгоритм подавления шума, что привело к получению более четких изображений с минимальными помехами между каналами.
"Это первая демонстрация мультиплексирования информации о вращении и длине волны с помощью процесса однофазной оптимизации при достижении низкого уровня шума и высокой точности изображения", - сказал профессор Ро. "Учитывая ее масштабируемость и коммерческую жизнеспособность, эта технология обладает большим потенциалом для широкого спектра оптических применений, включая оптические хранилища данных большой емкости, системы безопасного шифрования и технологии отображения нескольких изображений".
Это исследование было поддержано программой POSCO Holdings N.EX.T Impact, а также программой Pioneer по конвергенции технологий Национального исследовательского фонда Кореи, финансируемой Министерством науки и ИКТ.
Комментарии