Verdens tyndeste hologram baner vej til en ny 3D-verden

Et australsk-kinesisk forskerhold har skabt verdens tyndeste hologram, baner vejen mod integration af 3D-holografi i hverdagselektronik som smartphones, computere og tv.

Interaktive 3D-hologrammer er en fast bestanddel af science fiction - fra Star Wars til Avatar - men udfordringen for videnskabsmænd, der forsøger at gøre dem til virkelighed, er at udvikle hologrammer, der er tynde nok til at fungere med moderne elektronik.

Nu har et banebrydende team ledet af RMIT University's Distinguished Professor Min Gu designet et nano-hologram, der er nemt at lave, kan ses uden 3D-briller og er 1000 gange tyndere end et menneskehår.

"Konventionelle computergenererede hologrammer er for store til elektroniske enheder, men vores ultratynde hologram overvinder disse størrelsesbarrierer, " sagde Gu.

"Vores nano-hologram er også fremstillet ved hjælp af et enkelt og hurtigt direkte laserskrivesystem, hvilket gør vores design velegnet til storskalabrug og massefremstilling.

"Integration af holografi i hverdagens elektronik ville gøre skærmstørrelsen irrelevant - et pop-up 3D-hologram kan vise et væld af data, der ikke passer pænt på en telefon eller et ur.

"Fra medicinsk diagnostik til uddannelse, data opbevaring, forsvar og cybersikkerhed, 3D-holografi har potentialet til at transformere en række industrier, og denne forskning bringer revolutionen et kritisk skridt nærmere."

Konventionelle hologrammer modulerer lysets fase for at give en illusion af tredimensionel dybde. Men for at generere nok faseskift, disse hologrammer skal have tykkelsen af ​​optiske bølgelængder.

RMIT forskerhold, samarbejder med Beijing Institute of Technology (BIT), har brudt denne tykkelsesgrænse med et 25 nanometer hologram baseret på et topologisk isolatormateriale - et nyt kvantemateriale, der holder det lave brydningsindeks i overfladelaget, men det ultrahøje brydningsindeks i bulken.

Den topologiske isolator tyndfilm fungerer som et iboende optisk resonanshulrum, som kan forbedre faseskiftene til holografisk billeddannelse.

Dr Zengyi Yue, som var medforfatter til papiret sammen med BITs Gaolei Xue, sagde:"Næste fase for denne forskning vil være at udvikle en stiv tynd film, der kan lægges på en LCD-skærm for at muliggøre 3D holografisk visning.

"Dette indebærer at formindske vores nano-holograms pixelstørrelse, gør den mindst 10 gange mindre.

"Men ud over det, vi søger at skabe fleksible og elastiske tynde film, der kan bruges på en lang række overflader, åbner horisonten for holografiske applikationer."

Forskningen er publiceret i tidsskriftet Naturkommunikation den 18. maj.