p (Phys.org) —Os hologramas têm atraído grande atenção por sua capacidade de produzir uma imagem 3D realista de um objeto, registrando o campo de luz do objeto e, posteriormente, reconstruindo o campo de luz em uma superfície 2D. Agora, os pesquisadores fabricaram um holograma usando metamateriais que podem produzir imagens holográficas duplas de cores diferentes em uma única superfície. As duas imagens são geradas por duas polarizações ortogonais, enquanto as cores são produzidas pela ampla faixa de comprimento de onda de operação do holograma. p Os pesquisadores, Wei Ting Chen, et al., de instituições em Taiwan, os EUA, China, e Cingapura, publicaram um artigo sobre o meta-holograma em uma edição recente da Nano Letras .

p Os pesquisadores explicam que a tecnologia atual de holograma é limitada pelos materiais, que funcionam apenas em uma pequena região do espectro eletromagnético. Recentemente, pesquisadores se voltaram para metamateriais, materiais construídos artificialmente com estruturas abaixo do comprimento de onda, para criar hologramas porque eles operam em uma faixa mais ampla de frequências. Contudo, metamateriais são volumosos, o que significa que a luz tem que percorrer uma longa distância através deles. Grande parte da luz é absorvida, resultando em baixa eficiência para reconstruções de imagem.

p Aqui, os pesquisadores fabricaram um holograma com base em uma subcategoria de metamateriais chamados metassuperfícies, que são 2D e, portanto, mais finos do que os metamateriais 3D típicos. Os meta-hologramas resultantes têm a maior eficiência, 18% (definido como a potência total da imagem reconstruída dividida pela potência do laser incidente), de qualquer holograma feito usando metamateriais até o momento.

p O meta-holograma consiste em muitos pequenos nanocrosses de ouro. Cada pixel no meta-holograma de 100 x 100 pixels é construído com uma matriz 6 x 6 de nanobastões de ouro, e os pixels de nanorod da segunda imagem são virados perpendiculares à primeira, resultando em uma matriz 6 x 6 de nanocrosses de ouro. Uma vez que o comprimento de cada nanorod determina a fase das ondas de luz, os pesquisadores construíram nanobastões de quatro comprimentos diferentes, rendendo 16 combinações, para atingir quatro fases. O projeto demonstra que o ajuste dos parâmetros geométricos da metassuperfície permite que a fase das ondas eletromagnéticas seja modulada em uma ampla faixa de frequência.

p "Com uma ampla faixa de operação de comprimento de onda, o holograma tem alto potencial como um holograma colorido, "co-autor Din Ping Tsai, Diretor do Centro de Pesquisa em Ciências Aplicadas da Academia Sinica em Taipei, Taiwan, contado Phys.org . Tsai também é professor de física na National Taiwan University em Taipei, Taiwan.

p “As duas imagens são geradas por duas polarizações ortogonais. Portanto, simplesmente projetamos as imagens de um objeto com dois ângulos de visão diferentes sob a iluminação de duas polarizações ortogonais. As imagens se tornarão 3D à medida que o visualizador usar óculos 3D de polarização convencionais. Este design aumenta a quantidade de informações armazenadas em nosso holograma proposto, uma vez que a informação pode ser lida por um par de ondas incidentes perpendicularmente polarizadas, que é muito útil para exibição e armazenamento de dados. "

p Para demonstrar o meta-holograma, os pesquisadores reconstruíram as imagens "NTU" (National Taiwan University em Taipei, Taiwan) e "RCAS" (Centro de Pesquisa para Ciências Aplicadas na Academia Sinica em Taipei, Taiwan), tirada originalmente por uma câmera CCD sob luz polarizada xey, respectivamente. Eles poderiam reconstruir as imagens usando diferentes comprimentos de onda de luz, demonstrar a funcionalidade de banda larga do meta-holograma. Conforme mostrado nos vídeos, as imagens podem ser reconstruídas individualmente controlando a polarização dos lasers. Além disso, as imagens também podem ser reconstruídas por uma fonte de luz incoerente.

p Os pesquisadores esperam que a eficiência do meta-holograma possa ser melhorada usando mais de quatro comprimentos diferentes de nanobastões para aumentar o número de níveis de fase.

p "Nosso plano de pesquisa futura é desenvolver um holograma com cores RGB e dispositivos controlados por fase ativa com uma frequência de chaveamento muito maior do que a de um modulador de luz espacial, "Tsai disse. p © 2014 Phys.org. Todos os direitos reservados.