Niet ver van waar Edwin Land - de uitvinder van de polaroidcamera - zijn baanbrekende ontdekkingen deed over gepolariseerd licht, onderzoekers van de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) blijven de kracht van polarisatie ontsluiten.

Onlangs, een team van onderzoekers onder leiding van Federico Capasso, de Robert L. Wallace Professor of Applied Physics en Vinton Hayes Senior Research Fellow in Electrical Engineering, gecodeerde meerdere holografische afbeeldingen in een meta-oppervlak dat afzonderlijk kan worden ontgrendeld met verschillend gepolariseerd licht.

Deze vooruitgang zou hologrammen voor fraudebestrijding en entertainment kunnen verbeteren, en bieden ook meer controle over de manipulatie en meting van polarisatie. Het onderzoek is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .

"De nieuwigheid van dit type meta-oppervlak is dat we voor het eerst enorm verschillende afbeeldingen hebben kunnen inbedden die helemaal niet op elkaar lijken - zoals een kat en een hond - en ze onafhankelijk kunnen openen en projecteren met behulp van willekeurige toestanden van polarisatie, " zei Capasso, de senior auteur van het artikel.

Polarisatie is het pad waarlangs licht trilt. Eerder onderzoek van het Capasso-lab gebruikte nanostructuren die gevoelig zijn voor polarisatie om twee verschillende afbeeldingen te produceren die in het meta-oppervlak zijn gecodeerd. Echter, die beelden waren van elkaar afhankelijk, wat betekent dat beide zijn gemaakt, maar dat er slechts één in het gezichtsveld verscheen.

Het meta-oppervlak van titaandioxide, een algemeen beschikbaar materiaal, bestaat uit een reeks polarisatiegevoelige pilaren - ook wel nanovinnen genoemd - die het invallende licht omleiden. In tegenstelling tot eerdere arrays, die even groot waren, deze nanovinnen variëren in oriëntatie, hoogte en breedte, afhankelijk van de gecodeerde afbeeldingen.

"Elke nanofin heeft verschillende, nauwkeurig regelbare polarisatie-eigenschappen, " zei Noach Rubin, co-eerste auteur van de paper en afgestudeerde student in het Capasso Lab. "Je gebruikt deze bibliotheek met elementen om de gecodeerde afbeelding te ontwerpen."

Verschillende polarisaties lezen verschillende elementen.

"Dit meta-oppervlak kan worden gecodeerd met twee willekeurige afbeeldingen, en ontgrendeld door twee polarisaties, zolang ze loodrecht op elkaar staan, ", aldus Rubin. "Je kunt ook verschillende functionaliteiten insluiten. Het kan een lens zijn voor de ene polarisatie en als je naar een andere polarisatie gaat, het kan een hologram zijn. Dus, dit werk is een algemene verklaring over wat er met meta-oppervlakken kan worden gedaan en maakt nieuwe optica voor polarisatie mogelijk."

"Dit is een ander krachtig voorbeeld van meta-oppervlakken, "zei Capasso. "Het stelt je in staat om een ​​aantal functionaliteiten te comprimeren, die zich normaal gesproken over verschillende componenten zou verspreiden, en zet ze allemaal in een enkel optisch element."