Barrières doorbreken: vorderingen in meta-holografische weergave maken hologrammen in het ultraviolette domein mogelijk

De term meta betekent een concept van transcendentie of overtreffen, en wanneer toegepast op materialen, omvatten metamaterialen kunstmatig gemanipuleerde stoffen die eigenschappen vertonen die van nature niet in de omgeving voorkomen. Metasurfaces, gekenmerkt door hun dunheid en lichtheid, hebben veel belangstelling gekregen als een potentieel onderdeel voor opname in draagbare apparaten met augmented reality (AR) en virtual reality (VR) om holografische generatie te vergemakkelijken. Desalniettemin is het belangrijk op te merken dat meta-oppervlakken inherente beperkingen hebben, zoals hun beperkte capaciteit om informatie op te slaan en hun vermogen om uitsluitend binnen het zichtbare spectrum hologrammen te genereren.

Het onderzoeksteam bestaande uit professor Junsuk Rho van de afdeling Werktuigbouwkunde en de afdeling Chemische Technologie en Joohoon Kim van de afdeling Werktuigbouwkunde aan de Pohang University of Science and Technology (POSTECH) hebben de generatie van meta-hologrammen bereikt die van toepassing zijn op zowel de zichtbare en ultraviolette spectrale gebieden. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Horizonnen op nanoschaal.

De beperking van het genereren van hologrammen tot het zichtbare spectrale bereik wordt voornamelijk toegeschreven aan lichtabsorptie die door de meeste objecten in het ultraviolette regime wordt vertoond. Het onderzoeksteam heeft deze uitdaging echter effectief aangepakt door een dunne laag speciaal geformuleerde gassamenstellingen in de metasurfaces op te nemen, waardoor significante verbeteringen in de holografische transmissie-efficiëntie binnen zowel het zichtbare als het ultraviolette regime werden bereikt.

Bovendien heeft het team de codering van twee verschillende holografische faseprofielen op één metasurface tot stand gebracht. De polarisatiekarakteristieken van licht bepalen de voortplanting ervan door de ruimte. Door gebruik te maken van dit fenomeen, maakt de aanpak van het team de levering van holografische informatie mogelijk voor zowel rechtsom circulair gepolariseerd licht als linksom circulair gepolariseerd licht, waardoor de hoeveelheid informatie die op metasurfaces is gecodeerd, effectief wordt verdubbeld.

Om praktische implementatie te vergemakkelijken, gebruikte het team vloeibaar kristal, een veelgebruikt onderdeel in mobiele telefoons en LCD-schermen, waarmee de draairichting van het licht gemakkelijk kan worden gemanipuleerd. De experimentele resultaten toonden aan dat het licht bij afwezigheid van een elektrisch veld met de klok mee draait, waardoor een type A-hologram wordt gegenereerd. Omgekeerd veroorzaakt het aanleggen van een elektrisch veld een andere draairichting van het licht, wat resulteert in het genereren van een type B-hologram. In wezen heeft het onderzoeksteam een ​​apparaat ontworpen dat in staat is om verschillende hologrammen weer te geven op basis van de aan- of afwezigheid van een elektrisch veld.

Professor Junsuk Rho, die het onderzoek leidde, benadrukte deze doorbraak door te zeggen: “Deze studie is belangrijk omdat het de beperkingen overwint die gepaard gaan met meta-hologrammen die uitsluitend van toepassing zijn op het zichtbare regime en we hebben de gelijktijdige generatie van meta-hologrammen in beide bereikt. het zichtbare en het UV-domein.” Hij voegde eraan toe: “Dit voorgestelde metasurface kan veelbelovende toepassingen hebben in beveiligingstechnologieën zoals anti-vervalsingsmaatregelen, identificaties en paspoorten.”