Valon taika: Kymmeniä kuvia piilotettuna yhdelle näytölle

Älypuhelimista ja televisioista luottokortteihin, valoa manipuloivat teknologiat ovat syvästi juurtuneet jokapäiväiseen elämäämme, ja monet niistä perustuvat holografiaan.

Perinteisillä holografisilla teknologioilla on kuitenkin ollut rajoituksia, erityisesti useiden kuvien näyttämisessä yhdellä näytöllä ja korkean resoluution kuvanlaadun ylläpitämisessä.

Äskettäin professori Junsuk Rhon johtama tutkimusryhmä POSTECHissä (Pohangin tiede- ja teknologiayliopisto) on kehittänyt uraauurtavan metapintateknologian, joka pystyy näyttämään jopa 36 korkearesoluutioista kuvaa ihmisen hiusta ohuemmalla pinnalla.

Tämän tutkimussaavutuksen taustalla on erityinen nanorakenne, joka tunnetaan metapintana. joka pystyy manipuloimaan valoa tarkasti sen kulkiessa läpi. Tiimi valmisti nanometrimittakaavan pilareita käyttämällä piinitridiä, materiaalia, joka tunnetaan kestävyydestään ja erinomaisesta optisesta läpinäkyvyydestään. Nämä pilarit, joita kutsutaan meta-atomeiksi, mahdollistavat valon hienosäädön metapinnan avulla.

Tämän teknologian merkittävä ominaisuus on sen kyky heijastaa täysin erilaisia ​​kuvia sekä valon aallonpituudesta (väri) että spinistä (polarisaatiosuunnasta) riippuen. Esimerkiksi vasemmalle ympyräpolarisoitu punainen valo voi paljastaa kuvan omenasta, kun taas oikealle ympyräpolarisoitu punainen valo voi tuottaa kuvan autosta. Tätä tekniikkaa käyttämällä tutkijat koodasivat onnistuneesti 36 kuvaa 20 nm:n välein näkyvän spektrin sisällä ja 8 kuvaa näkyvästä alueesta lähi-infrapuna-alueelle – kaikki yhdelle metapinnalle.

Tämän innovaation tekee erityisen merkittäväksi paitsi sen yksinkertaistettu suunnittelu- ja valmistusprosessi, myös parannettu kuvanlaatu. Tiimi ratkaisi aiemmat kuvan ylikuulumisen ja taustakohinan ongelmat sisällyttämällä siihen kohinanvaimennusalgoritmin, mikä johti selkeämpiin kuviin ja minimoi kanavien välisen häiriön.

”Tämä on ensimmäinen demonstraatio spinin ja aallonpituusinformaation multipleksoinnista yhdellä vaiheoptimointiprosessilla ja samalla alhaisen kohinan ja korkean kuvanlaadun saavuttamisesta”, professori Rho sanoi. ”Skaalautuvuuden ja kaupallisen kannattavuuden ansiosta tällä teknologialla on vahva potentiaali monille optisille sovelluksille, mukaan lukien suuren kapasiteetin optinen tiedontallennus, turvalliset salausjärjestelmät ja monikuvanäyttötekniikat.”

Aiheesta aiemmin:

Metamolekyylisen metamateriaalin valmistus

Valon ja materiaalin yhdistäminen optimoi näytön kirkkauden