Teknik gør mere effektiv, uafhængige hologrammer

Ikke langt fra hvor Edwin Land - opfinderen af ​​polaroid-kameraet - gjorde sine banebrydende opdagelser om polariseret lys, forskere fra Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) fortsætter med at låse op for polariseringens kraft.

For nylig, et team af forskere ledet af Federico Capasso, Robert L. Wallace professor i anvendt fysik og Vinton Hayes seniorforsker i elektroteknik, kodet flere holografiske billeder i en metasurface, der kan låses op separat med forskelligt polariseret lys.

Dette fremskridt kunne forbedre hologrammer til beskyttelse mod svindel og underholdning, samt tilbyde mere kontrol over manipulation og måling af polarisering. Forskningen blev offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve .

"Det nye ved denne type metasurface er, at vi for første gang har været i stand til at indlejre vidt forskellige billeder, der slet ikke ligner hinanden - som en kat og en hund - og få adgang til og projicere dem uafhængigt ved hjælp af vilkårlige tilstande af polarisering, " sagde Capasso, avisens seniorforfatter.

Polarisering er den vej, hvormed lyset vibrerer. Tidligere forskning fra Capasso-laboratoriet brugte nanostrukturer, der er følsomme over for polarisering, til at producere to forskellige billeder kodet i metasoverfladen. Imidlertid, disse billeder var afhængige af hinanden, hvilket betyder, at begge blev skabt, men kun én dukkede op i synsfeltet.

Metaoverfladen lavet af titaniumdioxid, et bredt tilgængeligt materiale, består af en række polarisationsfølsomme søjler – også kaldet nanofiner – der omdirigerer det indfaldende lys. I modsætning til tidligere arrays, som var ensartede i størrelse, disse nanofiner varierer i orientering, højde og bredde, afhængigt af de kodede billeder.

"Hver nanofin har forskellige, præcist kontrollerbare polarisationsegenskaber, " sagde Noah Rubin, medførsteforfatter af papiret og kandidatstuderende i Capasso Lab. "Du bruger dette bibliotek af elementer til at designe det kodede billede."

Forskellige polariseringer læser forskellige elementer.

"Denne metasflade kan kodes med to vilkårlige billeder, og låst op af to vilkårlige polarisationer, så længe de er vinkelrette på hinanden, " sagde Rubin. "Du kan også integrere forskellige funktionaliteter. Det kan være en linse til en polarisering, og hvis du går til en anden polarisering, det kan være et hologram. Så, dette arbejde er en generel udtalelse om, hvad der kan gøres med metasurfaces og muliggør ny optik til polarisering."

"Dette er endnu et stærkt eksempel på metasurfaces, " sagde Capasso. "Det giver dig mulighed for at komprimere en række funktioner, som normalt vil sprede sig over flere komponenter, og sæt dem alle i et enkelt optisk element."