211service.com
Atklāts pirmais izstiepjamais hologrāfiskais displejs
Viens no lielākajiem sasniegumiem materiālu zinātnēs pēdējos gados ir metamateriālu un metavirsmu izstrāde ar optiskām īpašībām, kuras dabā nav sastopamas. Šajos materiālos ir atkārtoti elementi, kas mijiedarbojas ar elektromagnētiskajiem viļņiem, lai atspoguļotu, saliektu un izkropļotu gaismu.
Tādā veidā pētnieki ir izveidojuši materiālus ar negatīvu refrakcijas indeksu, augstas izšķirtspējas lēcas un pat neredzamības apmetņus. Tādi paši triki ir iespējami arī ar atstarojošām virsmām. Pētnieki ir izveidojuši metavirsmas, kas darbojas kā plakanas lēcas, virpuļu staru ģeneratori un pat kā datora ģenerētas hologrammas.
Un tas rada interesantu jautājumu — cik daudz tālāk materiālu zinātnieki var izmantot šo tehnoloģiju?
Šodien mēs to uzzinām, pateicoties Stefānijas Malekas un draugu darbam Filadelfijas Pensilvānijas universitātē. Viņi ir izdrukājuši hologrammu uz metavirsmas un parādījuši, kā tā mainās, plēvi izstiepjot. Darbs norāda ceļu uz jauna veida displeju, kas maina informāciju, ko tas parāda, kad tas stiepjas.
Teorētiski metavirsmas ir vienkāršas. Ideja ir tāda, ka sīku vadošu stieņu masīvs var ietekmēt gaismas atstarošanos no tiem. Telpiski mainot stieņu orientāciju, atstarotajā gaismā iespējams veidot rakstus. Pēc tam tas ir vienkāršs datora aprēķins, lai noskaidrotu, kā sakārtot vadošos stieņus, lai izveidotu hologrammu.
Pirmais uzdevums ir izveidot zelta nanostieņu masīvu un iestrādāt tos elastīgā plēvē, šajā gadījumā kontaktlēcām līdzīgā polimērā, ko sauc par PDMA. Malek un co to dara, pārklājot silīcija plāksni ar plastmasu un pēc tam izmantojot fotolitogrāfiju, lai izgrieztu vēlamo rakstu.
Pēc tam tie pārklāj atlikušo plastmasu ar zeltu un pēc tam uz virsmas uzlej PDMA, lai tas izveidotu slāni, kas pārklāj zelta stieņus un aizpilda starp tām esošās spraugas.
Visbeidzot, komanda noloba šo PDMA slāni, paņemot līdzi zelta nanostieņus. Rezultāts ir plāns PDMA slānis, kas satur zelta nanostieņus formā, kas rada vēlamo hologrammu.
Maleks un co iet nedaudz tālāk, izveidojot hologrammu, kurā ir divi vai vairāki attēli, kas parādās dažādos attālumos no virsmas. Pēc tam tie parāda, ka slāņa stiepšana maina attālumu starp nanostieņiem, palielinot hologrammas un mainot to attālumu no plēves.
Tas rada interesantu efektu. Ikviens, kurš skatās hologrammu no noteikta attāluma, redz, ka pirmā hologramma pārvēršas otrajā un pēc tam atkal atpakaļ, kad filma tiek izstiepta un atslābināta. Izstiepjot, šīs ierīces var pārslēgt parādīto hologrāfisko attēlu starp vairākiem atšķirīgiem attēliem, piemēram, Malek un co.
Komanda ir pārbaudījusi ideju ar vairākām hologrammām, kurās attēlots viens, kam seko divi, aplis, kam seko kvadrāts, kam seko trīsstūris un tā tālāk.
Un tas liek domāt, ka tehnoloģiju varētu izmantot pilnīgi jauna veida displejam. Izstiepjamas metavirsmas hologrammas var izrādīties noderīgas tādām lietojumprogrammām kā virtuālā realitāte, plakanie displeji un optiskā saziņa, saka Maleks un co, kuri jau ir demonstrējuši stiepjamu metavirsmu, kas darbojas kā tālummaiņas objektīvs, palielinot palielinājumu 1,7 reizes, kad tā tiek izstiepta.
Izskatās, ka metasurfaces beidzot ir tuvu komerciālajai pasaulei. Mēs būsim ieinteresēti redzēt, kā šī un citi notikumi parādīsies tirgū.
Atsauce: arxiv.org/abs/1702.03810 : Izstiepiet multipleksētas metavirsmas hologrammas uz stiepjama substrāta