(Phys.org)—Dynamische hologrammen zorgen ervoor dat driedimensionale beelden in de loop van de tijd kunnen veranderen als een film, maar tot nu toe worden deze hologrammen nog steeds ontwikkeld. De ontwikkeling van dynamische hologrammen kan nu een impuls krijgen door recent onderzoek naar optische meta-oppervlakken, een soort fotonisch oppervlak met instelbare optische eigenschappen.

In een nieuwe studie gepubliceerd in Technische Natuurkunde Brieven , een team van wetenschappers van de Australian National University in Canberra, Australië; Friedrich Schiller Universiteit Jena in Jena, Duitsland; en Sandia National Laboratories in Albuquerque, New Mexico, ONS, heeft een nieuwe manier aangetoond om optische meta-oppervlakken af ​​te stemmen.

Een meta-oppervlak is een dunne plaat die bestaat uit een periodieke reeks elementen op nanoschaal. De exacte afmetingen van deze elementen zijn van cruciaal belang, omdat ze specifiek zijn ontworpen om bepaalde golflengten van licht te manipuleren op bepaalde manieren die hun elektrische en magnetische eigenschappen verbeteren.

Hier, de wetenschappers demonstreerden hoe ze een meta-oppervlak konden manipuleren door een elektrische spanning aan te leggen. Door de stuurspanning "aan" en "uit" te schakelen, " zouden de onderzoekers de optische transmissie van het meta-oppervlak kunnen veranderen. ze konden de transmissie afstemmen van ondoorzichtig naar het transparante regime voor bepaalde golflengten, het bereiken van een transmissieverandering tot 75%. De spanningsschakelaar kan ook de fase van bepaalde golflengten tot 180° veranderen.

"We demonstreren een nieuw technologieplatform dat afstemming van optische meta-oppervlakken met groot contrast mogelijk maakt door eenvoudige toepassing van een spanning, "Doramir Neshev, hoogleraar natuurkunde aan de Australian National University, vertelde Phys.org . "Vanuit een toepassingsperspectief, het draagt ​​bij aan het belang dat ons afstemmingsconcept is gebaseerd op een vergelijkbare technologie als die wordt gebruikt in commerciële LCD-schermen, wat de vertaling van ons concept naar real-world toepassingen van afstembare meta-oppervlakken grotendeels zou vergemakkelijken."

De manier waarop deze afstemming werkt, is dat de spanning de elementen van het meta-oppervlak fysiek verandert. Het meta-oppervlak is gemaakt van een vierkant rooster van silicium nanoschijven met een diameter van 600 nm, ingebed in een vloeibaar kristal. Wanneer de spanning "uit is, " de langwerpige moleculen van het vloeibare kristal liggen evenwijdig aan het meta-oppervlak. Door de spanning "aan" te zetten, worden de vloeibaar-kristalmoleculen opnieuw georiënteerd zodat ze loodrecht op het meta-oppervlak staan. Lichtgolven werken anders samen met het meta-oppervlak, afhankelijk van de oriëntatie van het vloeibare kristal .

Hoewel andere methoden voor het afstemmen van het meta-oppervlak zijn gesuggereerd, deze hebben verschillende nadelen, zoals dat ze langzaam werken en hulp nodig hebben waardoor ze onpraktisch zijn voor onmiddellijke toepassingen. Omdat het nieuwe elektrisch afstembare meta-oppervlak snel en eenvoudig werkt, de onderzoekers verwachten dat de methode een breed scala aan toepassingen kan hebben, inclusief dynamische hologrammen, afstembare beeldvorming, en actieve straalsturing.

"Wat betreft een langetermijnvisie of inspiratie voor de ontwikkeling van dynamische holografische apparaten, we kunnen bijna elke sciencefictionfilm bekijken, Neshev zei. "De meeste zijn voorzien van holografische mens-machine-interactie-apparaten voor visualisatie- en communicatiedoeleinden, waar het hologram beweegt en verandert in de tijd op basis van gebruikersinvoer.

"Hoewel we nog ver verwijderd zijn van dit doel, een realistische toepassing op middellange termijn van onze meta-oppervlakken zijn afstembare lenzen voor lasermicroscopietoepassingen en bundelvormers met verbeterde functionaliteiten, zoals polarisatie selectieve respons. Actieve bundelsturing of bundelvorming kan worden toegepast in communicatie of als componenten in optische laboratoriumopstellingen."

© 2017 Fys.org