(Phys.org) — Er zijn veel verschillende manieren om een ​​hologram te genereren, elk met zijn eigen voor- en nadelen. Proberen de voordelen te maximaliseren, onderzoekers in een nieuwe studie hebben een hologram ontworpen dat is gemaakt van een metamateriaal dat bestaat uit aluminium nanostaafjes die licht kunnen produceren over het hele zichtbare spectrum, en doe dit op een manier die helderdere beelden oplevert dan andere methoden.

De onderzoekers, geleid door Din Ping Tsai aan de National Taiwan University en Academia Sinica, zowel in Taipei, Taiwan, hebben een artikel over het nieuwe hologram gepubliceerd in een recent nummer van Nano-letters .

Zoals de onderzoekers uitleggen, veelkleurige hologrammen bestaan ​​al vele jaren en worden vaak gebruikt op creditcards en voor andere veiligheidsdoeleinden. Deze "regenbooghologrammen" mengen rood, blauw, en groen licht onder wit licht om een ​​verscheidenheid aan kleuren te produceren. Het belangrijkste nadeel, echter, is dat een kijker verschillende kleuren ziet afhankelijk van de kijkhoek, die de toepassingen van deze hologrammen heeft beperkt.

Recenter, onderzoekers hebben aangetoond dat een alternatieve manier om veelkleurige hologrammen te genereren, gebruik maakt van metamaterialen - door de mens gemaakte materialen die zijn samengesteld uit herhalende patronen van kleine structuren, waardoor hun optische eigenschappen kunnen worden afgestemd. Hologrammen gemaakt van metamaterialen worden 'meta-hologrammen' genoemd.

In het algemeen, hologrammen gebruiken amplitudemodulatie of fasemodulatie van lichtgolven om het holografische effect te bereiken. In de nieuwe studie de onderzoekers leggen uit dat fasemodulatie wenselijker is omdat het een helderder beeld oplevert. Echter, tot nu toe zijn op fasemodulatie gebaseerde meerkleurige meta-hologrammen niet met succes bereikt. Dit komt omdat fasemodulatie met de goud- en zilvermaterialen die typisch worden gebruikt in metahologrammen, zich eenvoudigweg niet over het hele zichtbare spectrum kan uitstrekken vanwege de eigenschappen van de goud- en zilvermaterialen.

In de nieuwe krant de onderzoekers bouwden het metamateriaal van nanostaafjes van aluminium, die niet dezelfde beperkingen heeft als goud en zilver, en kan dus licht produceren over het gehele zichtbare spectrum. De nieuwe methode is de eerste demonstratie van een fasegemoduleerde, full-color meta-hologram gemaakt van aluminium nanostaafjes.

De nanostaafjes hebben verschillende lengtes (50 tot 150 nm), met langere staafjes die resoneren bij langere golflengten van licht om het volledige spectrum van kleuren te produceren. De techniek kan ook verschillende afbeeldingen op verschillende locaties op het weergaveoppervlak projecteren.

"Vergeleken met de metahologrammen in de literatuur, ons voorgestelde meta-hologram bestaande uit goedkoop en in massa produceerbaar aluminium heeft polarisatie-schakelbare en kleur-multiplexerende beelden die niet kunnen worden aangetoond door de veelgebruikte metalen, zoals goud en zilver, "Tsai vertelde Phys.org .

De onderzoekers verwachten dat de techniek kan worden aangepast om 3D-beelden te genereren door kruislingse nanostaafjes te gebruiken die bestaan ​​uit twee sets loodrechte aluminiumstaven, die elk een enkel beeld produceren, maar met een andere polarisatie. De dubbele afbeeldingen kunnen toepassingen hebben in brilvrije 3D-beeldvorming en gegevensopslag.

"Onze toekomstplannen zijn gericht op het verbeteren van de efficiëntie van het gerapporteerde meta-hologram en het demonstreren van een multidimensionaal meta-hologram dat in staat is polarisatie-afhankelijke kleurenbeelden op verschillende brandpuntsvlakken te reconstrueren, ' zei Tsai.

© 2015 Fys.org