Peneliti membuat gambar holografik 3-D penuh warna dengan nanomaterial

Anonim

Para peneliti di Universitas Sains dan Teknologi Missouri sedang menciptakan pendekatan baru untuk merekonstruksi gambar holografik 3-D penuh warna dengan menggunakan hanya satu lapisan film logam berskala nano. Pekerjaan ini memiliki potensi besar untuk mengubah kehidupan kita sehari-hari dengan melengkapi ponsel kita dengan layar mengambang 3-D dan mencetak tanda keamanan 3-D ke kartu kredit.

Dr. Xiaodong Yang, asisten profesor di bidang teknik mekanik dan aerospace di Missouri S & T, dan Dr. Jie Gao, asisten profesor teknik mekanik dan aerospace di Missouri S & T, menjelaskan hologram lengkap berwarna mereka dalam "ACS Nano." Dan mereka mengilustrasikan pendekatan mereka dengan mereproduksi beberapa gambar holografik penuh warna dengan film tipis aluminium skala nanometer. Nanometer adalah satu per satu miliar meter, dan beberapa nanomaterial hanya beberapa atom dalam ukuran.

Metode yang dijelaskan dalam artikel ACS Nano "Full-Color Plasmonic Metasurface Holograms" melibatkan penggunaan film logam skala nanometer ultrathin dengan metasurface yang dapat memanipulasi wavefront cahaya. Hologram metasurface peneliti adalah salah satu film aluminium tebal 35-nanometer yang ditusuk dengan lubang persegi panjang kecil 160 nanometer sebesar 80 nanometer dengan sudut orientasi yang berbeda yang dibuat oleh proses mikrofabrikasi yang dikenal sebagai penggilingan sinar ion terfokus.

Bereksperimen dengan interaksi sinar laser merah, hijau dan biru pada struktur metasurface, para peneliti menunjukkan "gambar holografik penuh warna yang bersih dan tajam dengan resolusi tinggi dan noise rendah." Tiga warna utama — merah, hijau dan biru — diproduksi, dan warna sekunder cyan, magenta, kuning dan putih juga diproduksi. Untuk mengilustrasikan gambar holografik mereka yang telah direkonstruksi, mereka membuat huruf "CMYW", sebuah apel dan sebuah kubus Rubik. Mereka percaya bahwa hologram metasurface memiliki janji untuk aplikasi masa depan, seperti penandaan keamanan kartu kredit, pencitraan biomedis, layar mengambang 3-D dan penyimpanan big-data.

"Dengan menyesuaikan sudut orientasi dari celah nano, kami dapat sepenuhnya menyempurnakan penundaan fase melalui celah untuk mewujudkan modulasi fase dalam seluruh rentang warna yang terlihat, " kata Yang. "Selain itu, modulasi amplitudo dicapai hanya dengan memasukkan atau tidak termasuk celah. Hologram kami mengandung baik amplitudo dan fase modulasi pada skala nanometer sehingga resolusi tinggi dan gambar holografik noise rendah dapat direkonstruksi."

Para peneliti menciptakan hologram metasurface dengan mengebor celah persegi panjang kecil dengan berbagai sudut orientasi melalui lapisan tipis aluminium. Di bawah mikroskop elektron scanning, hologram tampak seperti pola sulaman.

"Berbeda dengan hologram metasurface yang ada saat ini yang sebagian besar dirancang untuk warna terbatas, metode panjang gelombang-multipleks kami - dengan menyandikan fase tambahan bergeser ke hologram dan memperkenalkan sudut pencahayaan insiden miring dari sinar laser - menghasilkan rekonstruksi yang berhasil dari hampir semua warna yang terlihat., "kata Gao, rekan penulis makalah ini.

menu
menu