I åratal, forskare vid Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) har konstruerat metasytor för att manipulera ljus baserat på dess polariseringstillstånd. Den forskningen har bidragit till framsteg inom polarisationstekniken - men meta -ytteknik har visat sig vara mer kraftfull än vad forskarna själva insåg.

Nu, forskare har avslöjat dold potential i dessa metasytor och, i ett nytt papper, visade optiska enheter som manipulerar ljusets polariseringstillstånd med en oöverträffad grad av kontroll.

"Denna forskning visar att möjligheten att växla mellan holografiska bilder som inte behöver begränsas till bara två polariseringstillstånd, "sade Federico Capasso, Robert L. Wallace professor i tillämpad fysik och Vinton Hayes Senior Research Fellow i elektroteknik vid SEAS och seniorförfattare till tidningen. "Vår nya metayta kan koda ett obegränsat antal holografiska bilder eller manipulera ljus i praktiskt taget oändligt många riktningar baserat på ett mycket stort antal polariseringstillstånd."

Forskningen, publicerad i Vetenskapliga framsteg , visar ett nytt sätt att styra polariserat ljus med metasytor. Detta nya tillvägagångssätt-där forskarna kan konstruera en holografisk bild med ett polarisationsinställbart svar över själva bilden-kan leda till tillämpningar inom olika områden, inklusive bildbehandling, mikroskop, visar, och till och med astronomi.

"Denna framsteg är generell och kan tillämpas på nästan alla typer av optiska system som använder polariserat ljus, sa Noah Rubin, en postdoktor vid SEAS och första författare till tidningen. "Specifikt, detta tyder på att metasytor kan användas i nya typer av lasersystem vars utgångsljus kan konstrueras baserat på ljusets polarisationstillstånd, eller kanske till och med i teleskopsystem där liknande typer av optik redan används för att hjälpa till att upptäcka jordliknande exoplaneter. "

"Holografi har alltid varit en populär teknik för att spela in och visa information, "sa Aun Zaidi, en doktorand vid SEAS och medförfattare till tidningen. "Vi har tagit en grundläggande princip för holografi och generaliserat den på ett sätt som kraftigt utökar informationskapaciteten för denna ganska gamla teknik."

Nästa, forskarna syftar till att förstå dessa enheter bättre, inklusive hur de kan användas i verkliga applikationer.