Als het doel echter simpelweg is om gegevens op te slaan in een fysiek object, dan kan holografie vrij eenvoudig worden gedaan, zoals nu aan de TU Wien is aangetoond:met een 3D-printer kan een paneel van normaal plastic worden gemaakt waarin een QR-code zit. kan bijvoorbeeld worden opgeslagen. Het bericht wordt gelezen met behulp van terahertzstraling:elektromagnetische straling die onzichtbaar is voor het menselijk oog.

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports .

Het hologram als gegevensopslagapparaat

Een hologram is compleet anders dan een gewoon beeld. In een gewoon beeld heeft elke pixel een duidelijk gedefinieerde positie. Als je een stukje van de foto afscheurt, gaat een deel van de inhoud verloren.

Bij een hologram wordt het beeld echter gevormd door bijdragen uit alle delen van het hologram tegelijk. Als je een stukje van het hologram weghaalt, kan de rest nog steeds het volledige beeld vormen (zij het misschien een onscherpe versie). Bij het hologram wordt de informatie niet pixel voor pixel opgeslagen, maar wordt alle informatie verspreid over het hele hologram.

"We hebben dit principe toegepast op terahertz-bundels", zegt Evan Constable van het Institute of Solid State Physics aan de TU Wien. "Dit zijn elektromagnetische stralen in het bereik van ongeveer honderd tot enkele duizenden gigahertz, vergelijkbaar met de straling van een mobiele telefoon of een magnetron, maar met een aanzienlijk hogere frequentie."

Deze terahertzstraling wordt naar een dunne plastic plaat gestuurd. Deze plaat is bijna transparant voor de terahertzstralen, maar heeft een hogere brekingsindex dan de omringende lucht, dus op elk punt van de plaat verandert de invallende golf een beetje. "Er komt dan een golf uit elk punt van de plaat, en al deze golven interfereren met elkaar", zegt Constable. "Als je de dikte van de plaat punt voor punt precies goed hebt aangepast, levert de superpositie van al deze golven precies het gewenste beeld op."

Het is vergelijkbaar met het op een nauwkeurig berekende manier veel kleine steentjes in een vijver gooien, zodat de watergolven van al deze stenen samen een heel specifiek algemeen golfpatroon vormen.

Een stuk goedkoop plastic als hightech opbergruimte voor waardevolle spullen

Op deze manier was het mogelijk om een ​​Bitcoin-portemonneeadres (bestaande uit 256 bits) in een stuk plastic te coderen. Door terahertzstralen met de juiste golflengte door deze plastic plaat te laten schijnen, ontstaat een terahertzstraalbeeld dat precies de gewenste code oplevert. "Zo kun je een waarde van tienduizenden euro's veilig opbergen in een object dat maar een paar cent kost", zegt Constable.

Om de plaat de juiste code te laten genereren, moet je eerst berekenen hoe dik de plaat op elk punt moet zijn, zodat deze de terahertz-golf precies op de juiste manier verandert. Constable en zijn medewerkers hebben de code voor het verkrijgen van dit dikteprofiel gratis beschikbaar gesteld op GitHub.

"Als je eenmaal dit dikteprofiel hebt, heb je alleen maar een gewone 3D-printer nodig om de plaat af te drukken en heb je de gewenste informatie holografisch opgeslagen", legt Constable uit. Het doel van het onderzoekswerk was niet alleen om holografie met terahertz-golven mogelijk te maken, maar ook om aan te tonen hoe goed de technologie voor het werken met deze golven is gevorderd en hoe precies dit nog steeds vrij ongebruikelijke bereik van elektromagnetische straling vandaag de dag al kan worden gebruikt.

Meer informatie: E. Constable et al, Terahertz-holografische bits coderen met een computergegenereerde 3D-geprinte faseplaat, Wetenschappelijke rapporten (2024). DOI:10.1038/s41598-024-56113-2

Aangeboden door de Technische Universiteit van Wenen