Революционные метаматериалы расширяют возможности голографии

Ученые из Поханского университета науки и технологии (POSTECH) разработали метод для создания метаголограмм в видимом и ультрафиолетовом спектральных областях, преодолевая ранее существовавшие ограничения. Они также придумали способ закодировать два различных голографических фазовых профиля на одной метаповерхности, используя поляризационные характеристики и жидкий кристалл, что открывает потенциальные применения в области безопасности. Результаты исследования опубликованы на внутренней титульной странице международного журнала Nanoscale Horizons.

Метаголограммы - это голограммы, созданные с помощью метаматериалов, искусственно созданных веществ, обладающих свойствами, которых нет в природе. Метаповерхности, отличающиеся своей тонкостью и легкостью, привлекли значительное внимание как потенциальный компонент для интеграции в портативные устройства дополненной и виртуальной реальности для облегчения генерации голограмм. Однако метаповерхности имеют существенные ограничения, такие как ограниченная способность хранить информацию и возможность создавать голограммы только в видимом спектре.

Команда исследователей под руководством профессора Джунсука Ро из отделения механической инженерии и отделения химической инженерии и Джухуна Кима из отделения механической инженерии POSTECH смогла создать метаголограммы, применимые как к видимому, так и к ультрафиолетовому спектральным областям. Основной причиной ограничения генерации голограмм видимым спектром является поглощение света большинством объектов в ультрафиолетовом диапазоне. Однако команда эффективно решила эту проблему, включив в метаповерхности тонкий слой специально подобранных газовых составов, что значительно повысило эффективность передачи голографического изображения как в видимом, так и в ультрафиолетовом диапазонах.

Кроме того, команде удалось закодировать два различных голографических фазовых профиля на одной метаповерхности. Поляризация света определяет его распространение в пространстве. Используя это явление, подход команды позволяет предоставлять голографическую информацию как для правосторонне кругово поляризованного света, так и для левосторонне кругово поляризованного света, эффективно удваивая количество информации, закодированной на метаповерхностях. Для обеспечения практической реализации команда использовала жидкий кристалл, широко применяемый компонент в мобильных телефонах и ЖК-дисплеях, который позволяет удобно управлять направлением вращения света.

Исследователи надеются, что их разработка будет способствовать развитию голографических технологий в области безопасности, таких как голографические печати и голограммы на банкнотах, а также в области дисплеев и биомедицины.