Door nauwkeurige structurele controle, A*STAR-onderzoekers hebben een enkele pixel gecodeerd met twee verschillende kleuren en hebben deze mogelijkheid gebruikt om een ​​driedimensionaal stereoscopisch beeld te genereren.

Het was een verleidelijke uitdaging voor Xiao Ming Goh om uit te zoeken hoe je twee soorten informatie in hetzelfde gebied kunt opnemen. Joel Yang en hun collega's van het A*STAR Institute of Materials Research and Engineering. Ze wisten dat een dergelijke mogelijkheid een scala aan toepassingen zou kunnen helpen, inclusief driedimensionale kleurendisplays met ultrahoge definitie en ultramoderne maatregelen ter bestrijding van namaak. Dus begonnen ze aan het ontwerpen van een nanostructuurarchitectuur die meer 'waar voor je geld' zou kunnen bieden.

Na eerder plasmonische materialen te hebben gebruikt om kleurenafdrukken te genereren bij de optische diffractielimiet door de nanostructuurgrootte en -afstand zorgvuldig te variëren, Yang dacht dat polarisatie een veelbelovende richting zou zijn om na te streven. "We besloten ons onderzoek uit te breiden naar prints die verschillende afbeeldingen zouden vertonen, afhankelijk van de polarisatie van het invallende licht, " hij legt uit.

De grootste uitdaging die moest worden overwonnen, was het mengen van kleuren tussen polarisaties, een fenomeen dat bekend staat als overspraak. Goh en Yang hebben twee aluminium nanostructuren uitgeprobeerd als pixelarrays:ellipsen en twee vierkanten gescheiden door een zeer kleine ruimte (bekend als gekoppelde nanovierkante dimeren).

Elke pixelrangschikking had zijn eigen voor- en nadelen. Hoewel de ellipsen een breder kleurenbereik boden en gemakkelijker te patroon waren dan de nanovierkante dimeren, ze vertoonden ook een iets hogere overspraak. In tegenstelling tot, de gekoppelde nanovierkante dimeren hadden een lagere overspraak, maar hadden last van een zeer smal kleurbereik.

Vanwege hun lagere overspraak, de gekoppelde nanovierkante dimeren werden als betere kandidaten beschouwd voor het coderen van twee over elkaar liggende afbeeldingen op hetzelfde gebied dat kon worden bekeken met behulp van verschillende invallende polarisaties.

Hoewel het kleurenpalet van de gekoppelde nanovierkante dimeren kan worden uitgebreid door de breedte en afstand tussen aangrenzende vierkanten in elke nanovierkante dimeer te variëren, de ellipsen waren beter voor het demonstreren van het brede bereikbare kleurenbereik.

Verder, de onderzoekers gebruikten deze pixelarrays om een ​​driedimensionaal stereoscopisch beeld te genereren. Ze bereikten dit door ellipsen als pixelelementen te gebruiken, het zorgvuldig compenseren van de afbeeldingen en het kiezen van achtergrondkleuren die overspraak minimaliseerden.

"Twee afbeeldingen op hetzelfde gebied kunnen afdrukken en, verder, het genereren van een driedimensionaal stereoscopisch beeld opent veel nieuwe wegen voor toepassingen, " merkt Goh op.

Maar daar houden de mogelijkheden niet op. Complexe nanostructuren, inclusief cirkelvormig asymmetrische vormen, bieden veel meer mogelijkheden. "Door extra circulaire polarisaties toe te passen, we zouden meerdere afbeeldingen kunnen coderen ― dat wil zeggen, niet zomaar twee, maar drie of meer afbeeldingen in een enkel gebied, ' legt Goh uit.