Новый тип оптических кристаллов – основа будущих голографических дисплеев с высокой разрешающей способностью

IT новости на Учитель программирования Ру
Реализация голографических дисплеев с высокой разрешающей способностью, позволяющие создавать высококачественные объемные трехмерные изображения, “парящие” в открытом пространстве, стала еще на один шаг ближе, благодаря работе исследователей из университета имени Бригама Янга (Brigham Young University, BYU) и Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT). Этой группе удалось создать оптические кристаллы нового типа, которые обеспечивают три основных метода управления потоком света – отражение, преломление и дифракцию. И в этом случае именно явление дифракция используется для преломления и фильтрации света, из которого “ткется” голографическое изображение.

“Волшебство” управления светом происходит на поверхности кристалла ниобата лития (LiNbO3), материала, имеющего превосходные оптические свойства. Ниже поверхности кристалла во время его производства были созданы оптические каналы, микроскопические волноводы, которые могут ограничивать процесс прохождения света через них. К каждому из каналов волновода подведен металлический электрод, напряжение на котором приводит к возникновению поверхностных акустических волн.

Эти акустические волны, распространяющиеся по поверхности кристалла и по объему волноводов, изменяют оптические свойства волноводов так, что они начинают преломлять свет, направляя его под определенным углом, и дифрагировать свет, изменяя его цвет. Получившаяся матрица из крошечных волноводов представляет собой голографический цветной дисплей нового типа, в котором не используется поляризационных и цветных светофильтров и не используются отдельные пикселы, светящиеся различными цветами.

В качестве воздействия, управляющего оптическими свойствами каждого волновода, используется импульсный электрический потенциал. “Мы можем изменить цвет и направление распространения луча света из каждого волновода, изменяя частоту и амплитуду электрического сигнала, подаваемого на каждый пиксель” – рассказывает Даниэль Э. Смалли (Daniel E. Smalley), ученый из университета имени Бригама Янга, – “Кроме этого, воздействие электрическим током позволяет нам изменять поляризацию потока света, таким образом, мы можем использовать поляризационные фильтры для снижения шумов, т.е. для увеличения контрастности и цветопередачи голографического дисплея”.

С точки зрения производства, данная технология, в которой собраны некоторые элементы от телекоммуникационной и интегральной оптики, относительно недорога по отношению к другим подобным вещам. “При помощи технологии волноводов в оптических кристаллах мы сможем наладить производство простых и недорогих цветных дисплеев, включая и голографические дисплеи” – рассказывает Даниэль Э. Смалли, – “Это позволит снизить стоимость голографического дисплея, которая сейчас составляет от десятков до сотен тысяч, до уровня тысячи долларов”.

Опытные образцы голографических дисплеев, созданные исследователями на основе их оптических кристаллов, пока еще не блещут большими размерами. Но группа Смалли уже начала работать над созданием большого голографического дисплея, который сможет обеспечить проецирование трехмерных изображений, охватывая объем, сопоставимый с объемом средней комнаты.

Источник


Поделиться ссылочкой: