Metahologramas:Pesquisadores desenvolvem um novo tipo de holograma
Dependendo do ângulo azimutal e do estado de polarização da luz incidente guiada, o metaholograma pode projetar seletivamente seis imagens independentes de uma única cor ou duas imagens coloridas. Crédito:Zeyang Liu, Hao Gao, Taigao Ma, Vishva Ray, Niu Liu, Xinliang Zhang, L. Jay Guo e Cheng Zhang Os pesquisadores desenvolveram um novo tipo de holograma, conhecido como “metahologramas”, capaz de projetar múltiplas imagens de alta fidelidade, livres de diafonia. Este avanço abre caminho para tecnologias de próxima geração, incluindo monitores de realidade virtual/aumentada (AR/VR), armazenamento de informações e criptografia de imagens.
O trabalho está publicado na revista eLight .
Os metahologramas oferecem diversas vantagens em relação aos hologramas tradicionais, incluindo largura de banda operacional mais ampla, maior resolução de imagem, ângulo de visão mais amplo e tamanho mais compacto. No entanto, um grande desafio para os metahologramas tem sido a sua limitada capacidade de informação que só permite projetar algumas imagens independentes.
Os métodos existentes normalmente podem fornecer um pequeno número de canais de exibição e muitas vezes sofrem de diafonia entre canais durante as projeções de imagens.
Para superar esta limitação, a nova pesquisa introduz uma abordagem inovadora baseada na estratégia de design de tradução do espaço k, permitindo que múltiplas imagens alvo alternem perfeitamente entre os estados "exibidos" e "ocultos". O metaholograma proposto emprega o método de codificação de fase geométrica e consiste em milhões de nanopilares de polissilício em escala de comprimento de onda, cada um medindo aproximadamente 100 nm, todos idênticos em tamanho, mas com ângulos de rotação espacialmente variados.
O dispositivo incorpora ainda um guia de ondas de vidro plano para transmitir a luz incidente e aproveita propriedades como polarização e ângulo para alternar a projeção de até seis imagens exclusivas de alta fidelidade sem diafonia. Além disso, os pesquisadores criaram um metaholograma colorido de dois canais e até um metaholograma de dezoito canais usando uma combinação de diferentes técnicas de multiplexação.
(a) Diagrama esquemático do sistema experimental para imagens monocromáticas. (b) Resultados experimentais do metaholograma de seis canais baseado em guia de ondas. Seis imagens holográficas livres de crosstalk (letras maiúsculas "A" a "F") são projetadas seletivamente quando o metaholograma é iluminado por uma luz incidente guiada com diferentes ângulos azimutais (0°, 60° e 120°) e estados de rotação (direita polarização circular e polarização circular esquerda). Crédito:Zeyang Liu, Hao Gao, Taigao Ma, Vishva Ray, Niu Liu, Xinliang Zhang, L. Jay Guo e Cheng Zhang
(a) Diagrama esquemático do sistema experimental para imagens coloridas. (b) Resultados experimentais do metaholograma colorido baseado em guia de ondas. Duas imagens holográficas coloridas sem crosstalk ("lilás" e "rosa") são projetadas seletivamente quando o metaholograma é iluminado simultaneamente por luzes incidentes guiadas vermelhas, verdes e azuis, todas com polarização circular direita ou polarização circular esquerda. Crédito:Zeyang Liu, Hao Gao, Taigao Ma, Vishva Ray, Niu Liu, Xinliang Zhang, L. Jay Guo e Cheng Zhang
Esta inovação tem o potencial de melhorar significativamente as exibições de AR/VR, permitindo a projeção de cenas mais complexas e realistas. Também é promissor para aplicações em criptografia de imagens, onde as informações são codificadas em vários canais holográficos para maior segurança.
A pesquisa é um passo significativo no desenvolvimento de metahologramas de alto desempenho com uma capacidade de informação amplamente aumentada. Este estudo abre caminho para novas possibilidades em vários campos, desde exibições avançadas até criptografia e armazenamento de informações.
