(Phys.org) - Door zorgvuldig veel nanoblokken te rangschikken om pixels op een meta-oppervlak te vormen, onderzoekers hebben aangetoond dat ze binnenkomend zichtbaar licht op de juiste manier kunnen manipuleren om een ​​"meta-hologram" in kleur te creëren. De nieuwe methode voor het maken van hologrammen heeft een orde van grootte hogere reconstructie-efficiëntie dan vergelijkbare kleurmeta-hologrammen, en heeft toepassingen voor verschillende soorten holografische 3D-kleurendisplays en achromatische vlakke lenzen.

De onderzoekers, Bo Wang et al ., van Peking University en het National Center for Nanoscience and Technology, zowel in China, hebben een artikel gepubliceerd over het nieuwe type hologram in een recent nummer van Nano-letters .

De pixels op het nieuwe meta-oppervlak bestaan ​​uit drie soorten silicium nanoblokken waarvan de precieze afmetingen overeenkomen met de golflengten van drie verschillende kleuren:rood, groente, en blauw. Om de efficiëntie van het blauwe licht te verbeteren, twee identieke nanoblokken die overeenkomen met het blauwe licht zijn gerangschikt in elke pixel, samen met een nanoblok voor rood licht en een voor groen licht.

De onderzoekers leggen uit dat elke pixel kan worden gezien als een "metamolecuul" omdat het de basisherhaling is, subgolflengte-eenheid van het grotere meta-oppervlak dat het gehele hologram vormt. De meta-moleculen stellen het meta-oppervlak in staat om licht te regelen op manieren die niet mogelijk zijn zonder modern ontwerp op nanoschaal.

Wanneer rood, groente, en blauwe lasers verlichten het hologram, elk nanoblok manipuleert de fase van de bijbehorende kleur. De onderzoekers leggen uit dat een belangrijke prestatie van het onderzoek was om de interacties tussen nanoblokken te minimaliseren, zodat de nanoblokken bijna onafhankelijk van elkaar functioneren. Door de nanoblokken op verschillende manieren te oriënteren, de onderzoekers konden de fasemanipulatie van het licht veranderen, resulterend in verschillende holografische afbeeldingen.

"Ons werk biedt een benadering voor het realiseren van de bijna onafhankelijke manipulatie van fase voor verschillende zichtbare golflengten in subgolflengteresolutie en in transmissiemodus vanwege de afwezigheid van interacties tussen nanoblokken binnen één metamolecuul, die bepaalde functionaliteiten mogelijk maakt, " co-auteur Yan Li, aan de Universiteit van Peking, vertelde Phys.org .

De onderzoekers toonden aan dat de nanoblock-benadering kan worden gebruikt om twee verschillende soorten hologrammen te maken. In een achromatisch hologram, het gehele gereconstrueerde beeld is in één kleur. Door de relatieve invoer van de drie kleuren in evenwicht te brengen, een breed spectrum aan kleuren kan worden bereikt. In het tweede type hologram, een zeer dispersief hologram genoemd, verschillende delen van de gereconstrueerde afbeelding hebben verschillende kleuren, bijvoorbeeld een rode bloem, groene stengel, en blauwe container.

Het nieuwe kleurenhologram heeft een verscheidenheid aan potentiële toepassingen waar manipulatie van het spectrale golffront vereist is, zoals 3D-kleurenhologrammen, achromatische lenzen, en anti-namaak vlakke optische apparaten. De onderzoekers zijn van plan om deze toepassingen in toekomstig werk na te streven.

"Op basis van dit idee en deze aanpak, nieuwe echte vlakke optische apparaten kunnen worden gefabriceerd om in de toekomst veel nieuwe of extra functies te realiseren, "Weiguo Chu van het National Center for Nanoscience and Technology zei.

© 2016 Fys.org