Teknologi bøjer lys mere effektivt, tilbyder bredere vinkler til lysindfald

Ingeniør- og fysikforskere ved North Carolina State University har udviklet en ny teknologi til styrelys, der giver mulighed for mere lysindgang og større effektivitet-en udvikling, der lover at skabe mere fordybende augmented reality-displaysystemer.

Der er tale om diffraktionsgitre, som bruges til at manipulere lys i alt fra elektroniske displays til fiberoptiske kommunikationsteknologier.

"Indtil nu, state-of-the-art diffraktionsriste konfigureret til at styre synligt lys til store vinkler har haft et vinklet acceptområde, eller båndbredde, omkring 20 grader, hvilket betyder, at lyskilden skal rettes ind i gitteret inden for en bue på 20 grader, "siger Michael Escuti, professor i elektroteknik og computerteknik ved NC State og tilsvarende forfatter til et papir om værket. "Vi har udviklet et nyt gitter, der udvider vinduet til 40 grader, tillader lys at komme ind i gitteret fra et bredere spektrum af inputvinkler.

"Den praktiske effekt af dette-i augmented reality-displays, for eksempel - ville være, at brugerne ville have et større synsfelt; oplevelsen ville være mere fordybende, "siger Escuti, som også er chef videnskabschef for ImagineOptix Corp., som finansierede arbejdet og har licenseret teknologien.

Det nye gitter er også betydeligt mere effektivt.

"I tidligere gitre i en sammenlignelig konfiguration, et gennemsnit på 30 procent af lysindgangen diffrakteres i den ønskede retning, " siger Xiao Xiang, en ph.d. studerende ved NC State og hovedforfatter af papiret. "Vores nye gitter diffrakterer omkring 75 procent af lyset i den ønskede retning."

Dette fremskridt kan også gøre fiberoptiske netværk mere energieffektive, siger forskerne.

Det nye gitter opnår fremskridt i vinkelbåndbredde ved at integrere to lag, som er overlejret på en måde, der gør det muligt for deres optiske reaktioner at arbejde sammen. Et lag indeholder molekyler, der er arrangeret i en "skrå", der gør det muligt at fange 20 grader af vinkelbåndbredde. Det andet lag er arrangeret i en anden hældning, som fanger en tilstødende 20 graders vinkelbåndbredde.

Den højere effektivitet stammer fra et jævnt varierende mønster i orienteringen af ​​de flydende krystalmolekyler i gitteret. Mønsteret påvirker lysets fase, som er den mekanisme, der er ansvarlig for at omdirigere lyset.

"Det næste trin i dette arbejde er at tage fordelene ved disse gitre og lave en ny generation af augmented-reality hardware, "Siger Escuti.

Papiret, "Bragg polarisationsgitre for bred vinkelbåndbredde og høj effektivitet ved stejle afbøjningsvinkler, " er offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter . Avisen var medforfatter af Jihwan Kim, en forskningsassistent professor i el- og computerteknik ved NC State.