От смартфонов и телевизоров до кредитных карт, технологии, которые манипулируют светом, глубоко укоренились в нашей повседневной жизни, многие из которых основаны на голографии. Однако традиционные голографические технологии столкнулись с ограничениями, особенно в отображении нескольких изображений на одном экране и в поддержании высокого разрешения изображения.
Недавно исследовательская группа под руководством профессора Джунсука Ро из POSTECH (Университет науки и технологий Пхохана) разработала новаторскую технологию метаповерхности, которая может отображать до 36 изображений высокого разрешения на поверхности тоньше человеческого волоса . Это исследование было опубликовано в журнале Advanced Science.
Это достижение обусловлено особой наноструктурой, известной как метаповерхность. Метаповерхность, которая в сотни раз тоньше человеческого волоса, способна точно манипулировать светом, проходящим через нее. Команда изготовила столбы нанометрового масштаба, используя нитрид кремния, материал, известный своей прочностью и превосходной оптической прозрачностью. Эти столбы, называемые метаатомами, позволяют точно управлять светом на метаповерхности.
Примечательным 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, лево-кругово поляризованный красный свет может показать изображение яблока, в то время как право-кругово поляризованный красный свет может создать изображение автомобиля.
Используя эту технику, исследователи успешно закодировали 36 изображений с интервалом 20 нм в видимом спектре и 8 изображений, охватывающих видимую и ближнюю инфракрасную области, — все на одной метаповерхности.
Что делает это нововведение особенно примечательным, так это не только его упрощенная конструкция и процесс изготовления, но и улучшенное качество изображения. Команда решила предыдущие проблемы перекрестных помех изображения и фонового шума, включив алгоритм подавления шума, что привело к более четким изображениям с минимальными помехами между каналами.
«Это первая демонстрация мультиплексирования информации о спине и длине волны с помощью процесса однофазной оптимизации, обеспечивающего низкий уровень шума и высокую точность изображения», — сказал профессор Ро.
«Учитывая масштабируемость и коммерческую жизнеспособность , эта технология имеет большой потенциал для широкого спектра оптических приложений, включая оптические хранилища данных большой емкости, безопасные системы шифрования и технологии отображения нескольких изображений».
