Технология зависит от способности тщательно спроектированной поверхности отразить свет по-другому в зависимости от угла, под которым поступающий свет ударяет ту поверхность.Голограммы – трехмерные изображения, закодированные в двумерных поверхностях.
Когда поверхность освещена лазером, изображение, кажется, трещит от поверхности и становится видимым. Традиционно, угол, под которым лазерный свет ударяет поверхность, был не важен – то же самое изображение будет видимо независимо. Это означает, что, неважно, как Вы освещаете поверхность, Вы только создадите одну голограмму.
Во главе с Андреем Фараоном, доцентом прикладной физики и материаловедения в Подразделении Технических наук и прикладной науки, команда развивала кремниевые окисные и алюминиевые поверхности, обитые десятками миллионов крошечных кремниевых постов, каждый просто сотни высоких миллимикронов. (Для масштаба прядь человеческих волос 100 000 миллимикронов шириной.) Каждая нанопочта отражает свет по-другому из-за изменений в его форме и размере, и на основе угла поступающего света.Та последняя собственность позволяет каждой почте действовать как пиксель больше чем по одному изображению: например, действуя как черный пиксель, если поступающий свет ударяет поверхность в 0 градусах и белом пикселе, если поступающий свет ударяет поверхность в 30 градусах.
«Каждая почта может сделать двойную обязанность. Это – то, как мы в состоянии иметь больше чем одно изображение, закодированное в той же самой поверхности без потери резолюции», говорит Фараон (БАКАЛАВР НАУК ’04), ведущий автор статьи о новом материале, изданном Physical Review X 7 декабря.«Предыдущие попытки закодировать два изображения на единственной поверхности означали устраивать пиксели для одного изображения бок о бок с пикселями для другого изображения.
Это – первый раз, когда мы знаем об этом, все пиксели на поверхности были доступны для каждого изображения», говорит он.Как доказательство понятия, Faraon и аспиранта Калифорнийского технологического института Сеиедеха Мэхсы Камали (MS ’17) разработанный и построенный поверхность, которая, когда освещено лазером прямо на (таким образом, в 0 градусах) проектирует голограмму эмблемы Калифорнийского технологического института, но, когда освещено от угла 30 градусов, проектирует голограмму эмблемы финансируемых министерством энергетики Легко-существенных Взаимодействий в энергетическом Конверсионном энергетическом Пограничном Научно-исследовательском центре, которого Faraon – научный руководитель.
Процесс был трудоемким. «Мы создали библиотеку нанопостов с информацией о том, как каждая форма отражает свет под различными углами. На основе этого мы собрали эти два изображения одновременно, пиксель пикселем», говорит Камали, первый автор Physical Review X бумаги.Теоретически, даже было бы возможно закодировать три или больше изображения на единственной поверхности – хотя будут фундаментальные и практические пределы в определенный момент.
Например, Камали говорит, что единственной степени различия в углу падающего света, вероятно, не может быть достаточно, чтобы создать новое высококачественное изображение. «Мы все еще исследуем, как далеко эта технология может пойти», говорит она.Практическое применение для технологии включает улучшения наушников виртуальной реальности и дополненной реальности. «Мы – все еще длинный путь от наблюдения этого на рынке, но это – важная демонстрация того, что возможно», говорит Фараон.