En illustration av ANU små bilder. Kredit:Ella Maru Studio
Fysiker vid Australian National University (ANU) har utvecklat små genomskinliga bilder som kan producera två väldigt olika bilder genom att manipulera riktningen i vilken ljuset färdas genom dem.
När ljus passerar genom rutschkanan kan en bild av Australien ses, men när du vänder rutschkanan och tittar igen syns en bild av Sydneys operahus. Bildparet som skapas är bara ett exempel på ett antal outnyttjade möjligheter.
Möjligheten att producera två distinkt olika bilder är möjlig tack vare ANU-forskarnas förmåga att kontrollera i vilken riktning ljus kan och inte kan färdas på nanoskala. Utvecklingen kan bana väg för nya ljusbaserade enheter som kan leda till snabbare, billigare och mer pålitligt internet. Det kan också fungera som grunden för många av morgondagens teknologier.
Utvecklad i samarbete med kollegor från Kina, Tyskland och Singapore använder den nya tekniken nanopartiklar, så små att cirka 12 000 av dem får plats i ett tvärsnitt av ett hårstrå. Dessa små partiklar är arrangerade i unika mönster på bilderna.
"Partiklarna styr flödet av ljus som vägskyltar styr trafiken på en trafikerad väg genom att manipulera riktningen i vilken ljus kan eller inte kan färdas", sa projektledaren Dr Sergey Kruk.
"Vissa partiklar tillåter bara ljus att flöda från vänster till höger, andra från höger till vänster eller så kan vägen blockeras i endera riktningen."
Dr Lei Wang, från Southeast University i Kina säger att "även om syftet med dessa bilder huvudsakligen är konstnärligt, visar de potentialen för denna nya teknik."
"I verkliga tillämpningar kan dessa nanopartiklar sättas ihop till komplexa system som skulle kontrollera ljusflödet på ett användbart sätt - som i nästa generations kommunikationsinfrastruktur."
Enligt Dr Kruk säkerställer förmågan att kontrollera ljusflödet på nanoskala att ljuset "går dit det ska gå och inte går dit det inte ska."
"Vi utbyter enorma mängder information med hjälp av ljus. När du ringer ett videosamtal, t.ex. från Australien till Europa, omvandlas din röst och bild till korta ljuspulser som färdas tusentals kilometer genom en optisk fiber över kontinenterna och oceaner," sa Dr Kruk, från ANU Nolinear Physics Centre.
"Tyvärr, när vi använder dagens ljusbaserade teknologier för att utbyta information kan många parasiteffekter uppstå. Ljus kan spridas eller reflekteras, vilket äventyrar din kommunikation."
"Genom att se till att ljus flödar precis där det behöver flöda, skulle vi lösa många problem med nuvarande teknik."
Enligt Dr Kruk kommer utvecklingen av många av morgondagens teknologier att förlita sig mycket på vår förmåga att styra ljus i en liten skala.
"En bred användning av små komponenter som kan kontrollera flödet av ljus kan potentiellt medföra tekniska och sociala förändringar som liknar transformationer som tidigare åstadkommits genom utvecklingen av små komponenter som styr flödet av elektricitet, som är kända som dioder och transistorer, " han sa.
"Kontroll över flödet av elektricitet på nanoskala är det som i slutändan gav oss moderna datorer och smartphones. Det är därför spännande att föreställa sig potentialen hos vår framväxande teknik för att kontrollera ljusflödet."
Forskningen publiceras i Nature Photonics . + Utforska vidare
