Technische en natuurkundige onderzoekers van de North Carolina State University hebben een nieuwe technologie ontwikkeld voor stuurverlichting die meer lichtinval en grotere efficiëntie mogelijk maakt - een ontwikkeling die veelbelovend is voor het creëren van meer meeslepende augmented-reality-weergavesystemen.

Het gaat om diffractieroosters, die worden gebruikt om licht te manipuleren in alles, van elektronische displays tot glasvezelcommunicatietechnologieën.

"Tot nu, ultramoderne diffractieroosters die zijn geconfigureerd om zichtbaar licht naar grote hoeken te sturen, hebben een hoekig acceptatiebereik gehad, of bandbreedte, van ongeveer 20 graden, wat betekent dat de lichtbron binnen een boog van 20 graden in het rooster moet worden gericht, " zegt Michael Escuti, een professor in elektrische en computertechniek bij NC State en corresponderende auteur van een paper over het werk. "We hebben een nieuw rooster ontwikkeld dat dat venster tot 40 graden uitbreidt, waardoor licht het rooster binnenkomt vanuit een breder scala aan invoerhoeken.

"Het praktische effect hiervan - in augmented-reality-displays, bijvoorbeeld – zou zijn dat gebruikers een groter gezichtsveld zouden hebben; de ervaring zou meer meeslepend zijn, " zegt Escuti, die ook de chief science officer is van ImagineOptix Corp., die het werk financierde en de technologie in licentie heeft gegeven.

Het nieuwe rooster is ook aanzienlijk efficiënter.

"Bij eerdere roosters in een vergelijkbare configuratie, gemiddeld 30 procent van de lichtinval wordt afgebogen in de gewenste richting, " zegt Xiao Xiang, een doctoraat student bij NC State en hoofdauteur van het papier. "Ons nieuwe rooster buigt ongeveer 75 procent van het licht in de gewenste richting."

Deze vooruitgang kan glasvezelnetwerken ook energiezuiniger maken, zeggen de onderzoekers.

Het nieuwe rooster bereikt de vooruitgang in hoekbandbreedte door twee lagen te integreren, die zo over elkaar heen zijn geplaatst dat hun optische reacties samenwerken. Eén laag bevat moleculen die onder een "helling" zijn gerangschikt, waardoor het 20 graden hoekbandbreedte kan vastleggen. De tweede laag is op een andere helling gerangschikt, die een aangrenzende hoekbandbreedte van 20 graden vastlegt.

De hogere efficiëntie komt voort uit een vloeiend variërend patroon in de oriëntatie van de vloeibare kristalmoleculen in het rooster. Het patroon beïnvloedt de fase van het licht, dat is het mechanisme dat verantwoordelijk is voor het omleiden van het licht.

"De volgende stap voor dit werk is om de voordelen van deze roosters te benutten en een nieuwe generatie augmented-reality-hardware te maken, ' zegt Escuti.

De krant, "Bragg polarisatieroosters voor grote hoekbandbreedte en hoog rendement bij steile afbuighoeken, " is gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten . Het papier is co-auteur van Jihwan Kim, een onderzoeksassistent-professor in elektrische en computertechniek bij NC State.