Что делает этот подход революционным?
Исследователи из Школы физики и астрономии Сент-Эндрюсского университета представили новое оптоэлектронное устройство, которое может существенно изменить будущее голографических технологий. Их разработка, описанная в научном журнале Light, Science and Application, базируется на сочетании двух ключевых компонентов: органических светодиодов (OLED) и голографических метаповерхностей (HM), пишет 24 Канал.
Смотрите также Электроны графена нарушают фундаментальный закон физики
Традиционно для создания голограмм использовали лазеры, что делало процесс громоздким и дорогим. Команда шотландских физиков продемонстрировала, что объединение OLED-элементов с метаповерхностями является значительно более простым, более дешевым и компактным методом. Этот прорыв устраняет одно из главных препятствий, которое сдерживало широкое внедрение голографии в повседневную жизнь.
Органические светодиоды – это тонкопленочные устройства, которые уже стали стандартом для дисплеев мобильных телефонов и некоторых телевизоров, где они формируют цветные пиксели. Благодаря своей плоской структуре и способности излучать свет по всей поверхности, OLED-технология также является перспективной для таких отраслей, как оптическая беспроводная связь и биофотоника. Их универсальность позволяет легко интегрировать их с другими компонентами, создавая миниатюрные системы на основе света.
Другой ключевой элемент – голографическая метаповерхность. Это тонкий плоский слой, состоящий из наноразмерных структур, известных как мета-атомы. Каждый такой мета-атом примерно в тысячу раз тоньше человеческого волоса. Эти структуры проектируются таким образом, чтобы точно управлять поведением света. Каждый мета-атом функционирует как отдельный пиксель метаповерхности. Когда свет от OLED-источника проходит сквозь него, свойства светового луча немного изменяются. Благодаря этим модификациям и явлению интерференции света, когда световые волны взаимодействуют между собой, на другой стороне устройства создается сложное, заранее разработанное изображение.
Разработчики технологии отмечают, что это изобретение открывает совершенно новое направление для использования OLED-технологий. Профессор Грэм Тернбулл подчеркнул уникальность подхода: если для создания обычного изображения на OLED-дисплее нужны тысячи пикселей, то новая технология позволяет спроектировать целостную картинку с помощью лишь одного OLED-пикселя.
По словам профессора Андреа Ди Фалько, метаповерхности являются одной из самых универсальных платформ для управления светом, и эта работа устраняет технологический барьер на пути их применения в бытовых устройствах. Это может привести к кардинальным изменениям в архитектуре голографических дисплеев, в частности для виртуальной и дополненной реальности.
Впереди еще много работы
В то же время важно понимать, что на данном этапе технология позволяет проектировать только статические, предварительно закодированные изображения. То есть OLED-элемент выступает источником света, а не динамическим дисплеем, способным мгновенно менять голограмму.
Несмотря на это, открытие является важным шагом к созданию миниатюрных и интегрированных голографических систем, которые могут существовать в будущем. Точных сроков перехода к следующему шагу в развитии технологии ученые не называют.