(Phys.org) —Dynamiska hologram tillåter tredimensionella bilder att förändras över tiden som en film, men än så länge håller dessa hologram på att utvecklas. Utvecklingen av dynamiska hologram kan nu få ett uppsving från nyare forskning om optiska metasytor, en typ av fotonisk yta med avstämbara optiska egenskaper.

I en ny studie publicerad i Tillämpad fysikbokstäver , ett team av forskare vid Australian National University i Canberra, Australien; Friedrich Schiller University Jena i Jena, Tyskland; och Sandia National Laboratories i Albuquerque, New Mexico, USA, har visat ett nytt sätt att ställa in optiska metasytor.

En metasurface är ett tunt ark som består av en periodisk uppsättning nanoskalaelement. De exakta dimensionerna på dessa element är kritiska, eftersom de är speciellt utformade för att manipulera vissa våglängder av ljus på särskilda sätt som förbättrar deras elektriska och magnetiska egenskaper.

Här, forskarna visade hur man kan manipulera en metasyta genom att applicera en elektrisk spänning. Genom att koppla styrspänningen "till" och "av", "forskarna kan ändra den optiska överföringen av metasytan. Till exempel, de kunde ställa in överföringen från ogenomskinlig till den transparenta regimen för vissa våglängder, uppnå en transmittansändring på upp till 75%. Spänningsomkopplaren kan också ändra fasen för vissa våglängder med upp till 180 °.

"Vi visar en ny teknikplattform som möjliggör inställning av optiska metasytor med stor kontrast genom enkel applicering av en spänning, "Dragomir Neshev, fysikprofessor vid Australian National University, berättade Phys.org . "Ur ett applikationsperspektiv, det ökar betydelsen att vårt stämningskoncept är baserat på en liknande teknik som används i kommersiella flytande kristallskärmar, vilket i hög grad skulle underlätta översättningen av vårt koncept till verkliga tillämpningar av avstämbara metasytor. "

Sättet med denna inställning är att spänningen fysiskt förändrar metasytans element. Metasytan är gjord av ett fyrkantigt galler av kisel-nanodiskar med en diameter på 600 nm, inbäddade i en flytande kristall. När spänningen är "avstängd, "de långsträckta molekylerna i flytande kristall ligger parallellt med metasytan. Slå på" spänningen "omorienterar flytande kristallmolekylerna så att de står vinkelrätt mot metasytan. Ljusvågor interagerar med metasytan olika beroende på flytande kristallens orientering .

Medan andra metoder för meta -ytjustering har föreslagits, dessa har olika nackdelar, som att de arbetar långsamt och kräver hjälp som gör dem opraktiska för omedelbara tillämpningar. Eftersom den nya elektriskt avstämbara metasytan fungerar snabbt och enkelt, forskarna förväntar sig att metoden kan ha en mängd olika tillämpningar, inklusive dynamiska hologram, avstämbar bildbehandling, och aktiv balkstyrning.

"Angående en långsiktig vision eller inspiration för utveckling av dynamiska holografiska enheter, vi kan se nästan alla science fiction -filmer, "Neshev sa." De flesta av dem har holografiska interaktionsenheter mellan människa och maskin för visualisering och kommunikationsändamål, där hologrammet rör sig och ändras i tid baserat på användarinmatning.

"Även om vi fortfarande är långt från detta mål, en realistisk medellång användning av våra metasytor är avstämbara linser för lasermikroskopi och strålformare med förbättrade funktioner, såsom polarisationsselektivt svar. Aktiv strålstyrning eller strålformning kan tillämpas i kommunikation eller som komponenter i optiska laboratorieuppsättningar. "

© 2017 Phys.org