Hoekafhankelijke hologrammen mogelijk gemaakt door metasurfaces

Onlangs heeft een onderzoeksteam van de Pohang Universiteit voor Wetenschap en Technologie (POSTECH) metasurfaces gebruikt om hoekafhankelijke hologrammen met meerdere functies te vervaardigen. Met deze technologie kunnen hologrammen meerdere afbeeldingen weergeven op basis van de kijkhoek van de waarnemer. De bevindingen werden gepubliceerd in Nano-brieven.

Objecten kunnen verschillend lijken, afhankelijk van de positie van de kijker, een concept dat kan worden toegepast in holografische technologie om filmische en realistische 3D-hologrammen te genereren die verschillende beelden presenteren op basis van de kijkhoek. De huidige uitdaging ligt echter in het beheersen van de lichtverspreiding volgens de hoek, waardoor de toepassing van nano-optica in deze context een complexe onderneming wordt.

Het team heeft deze uitdaging aangepakt door gebruik te maken van metasurfaces, kunstmatige nanostructuren die in staat zijn de kenmerken van licht nauwkeurig te manipuleren. Deze metasurfaces zijn ongelooflijk dun en licht van gewicht, ongeveer een honderdste van de dikte van een mensenhaar, waardoor ze veelbelovend zijn voor toepassingen in geminiaturiseerde beeldschermen zoals virtuele en augmented reality-apparaten.

Door het gebruik van metasurfaces heeft het team een ​​systeem bedacht dat licht regelt om alleen een specifieke fase van informatie onder een bepaalde hoek over te brengen, wat resulteert in diverse beelden op basis van de invalshoek.

In hun experimenten genereerde het metasurface van het team duidelijke 3D-holografische beelden onder hoeken van zowel +35° als -35° voor linkscirculaire polarisatie. Opmerkelijk genoeg slaagde het team erin verschillende beelden voor invallend licht te produceren door gebruik te maken van één enkel metasurface, afhankelijk van de specifieke polarisatie. Opvallend was dat het holografische beeldscherm een ​​uitgebreide kijkhoek van 70° (±35°) vertoonde, waardoor waarnemers het driedimensionale hologram vanuit verschillende richtingen konden waarnemen.

Een onderzoeksteam bestaande uit professor Junsuk Rho van de afdeling Werktuigbouwkunde en de afdeling Chemische Technologie en Ph.D. kandidaat Jooloon Kim van de afdeling Werktuigbouwkunde van POSTECH creëerde metasurface-displaytechnologie.

Professor Junsuk Rho, die het onderzoek leidde, legde uit: “We hebben met succes een effectieve weergave vanuit verschillende invalshoeken gerealiseerd.” Hij voegde eraan toe: “We verwachten dat deze technologie een belangrijke bijdrage zal leveren aan de commercialisering van technologie in virtuele en augmented reality-displays, gecodeerde beeldvorming, informatieopslag en andere toepassingen.”