„Metahologramy” – naukowcy opracowali nowy, lepszy rodzaj hologramu

Nowe „metahologramy” mogą przekształcić technologie AR/VR, umożliwiając pozbawioną przesłuchów projekcję obrazu o wysokiej jakości i znacznie zwiększonej pojemności informacyjnej.

Naukowcy opracowali nowy typ hologramów, zwany „metahologramami”, umożliwiający wyświetlanie wielu obrazów o wysokiej jakości, pozbawionych przesłuchów. Ta innowacja otwiera drzwi do zaawansowanych zastosowań w wyświetlaczach rzeczywistości wirtualnej i rozszerzonej (AR/VR), przechowywaniu danych i szyfrowaniu obrazów. Nowe metahologramy, które oferują wyższą rozdzielczość i szersze kąty widzenia, wykorzystują innowacyjną strategię projektowania translacji w przestrzeni k i geometryczne kodowanie fazowe w celu wyeliminowania przesłuchów międzykanałowych i zwiększenia pojemności informacyjnej.

W zależności od kąta azymutu i stanu polaryzacji kierowanego światła padającego, metahologram może selektywnie wyświetlać sześć niezależnych obrazów jednokolorowych lub dwa obrazy pełnokolorowe.

Metahologramy mają kilka zalet w porównaniu z tradycyjnymi hologramami, w tym szersze pasmo operacyjne, wyższą rozdzielczość obrazowania, szerszy kąt widzenia i mniejsze rozmiary. Jednak głównym wyzwaniem dla metahologramów jest ich ograniczona pojemność informacyjna, która pozwala na wyświetlanie jedynie kilku niezależnych obrazów. Istniejące metody zazwyczaj zapewniają niewielką liczbę kanałów wyświetlania i często charakteryzują się przesłuchami międzykanałowymi podczas projekcji obrazu.

Innowacyjne podejście badawcze

Aby przezwyciężyć to ograniczenie, w nowym badaniu wprowadzono innowacyjne podejście oparte na strategii projektowania translacji przestrzeni k, umożliwiające płynne przełączanie wielu obrazów docelowych między stanami „wyświetlanymi” i „ukrytymi”.

Proponowany metahologram wykorzystuje metodę kodowania fazy geometrycznej i składa się z milionów polikrzemowych nanofilarów w skali podfalowej, każdy o średnicy około 100 nm, wszystkich identycznych pod względem wielkości, ale z przestrzennie zmieniającymi się kątami obrotu.

Urządzenie zawiera ponadto płaski falowód szklany, który przenosi padające światło i wykorzystuje takie właściwości, jak polaryzacja i kąt, aby przełączać projekcję nawet sześciu unikalnych obrazów o wysokiej jakości bez przesłuchów.

Potencjalne zastosowania i przyszłe implikacje

Ponadto badacze stworzyli dwukanałowy, pełnokolorowy metahologram, a nawet osiemnastokanałowy metahologram, stosując kombinację różnych technik multipleksowania.

Ta innowacja może znacznie ulepszyć wyświetlacze AR/VR, umożliwiając projekcję bardziej złożonych i realistycznych scen. Jest także obiecujący w zastosowaniach związanych z szyfrowaniem obrazu, gdzie informacje są kodowane w wielu kanałach holograficznych w celu zwiększenia bezpieczeństwa.

Badania stanowią znaczący krok naprzód w opracowywaniu wysokowydajnych metahologramów o znacznie zwiększonej pojemności informacyjnej. Badanie to toruje drogę nowym, ekscytującym możliwościom w różnych dziedzinach, od zaawansowanych wyświetlaczy po szyfrowanie i przechowywanie informacji.

Praca została opublikowana w magazynie in eLight.

Odniesienie: Szerokopasmowa metapowierzchnia oparta na falowodzie spinowym i kątowym, zapewniająca sześciokanałową projekcję holograficzną pozbawioną przesłuchów (oryg. Broadband spin and angle co-multiplexed waveguide-based metasurface for six-channel crosstalk-free holographic projection) autorstwa Zeyanga Liu, Hao Gao, Taigao Ma, Vishva Ray, Niu Liu, Xinliang Zhang, L. Jay Guo i Cheng Zhang , 29 maja 2024 r., eLight.
DOI: 10.1186/s43593-024-00063-9

źródło: eLight | SciTechDaily | Phys.org