Sedan 1960-talet, teaterbesökare har skjutit efter grova 3D-glasögon, polariserade glasögon, och slutarglasögon för att förbättra deras tittarupplevelse. Dessa grundläggande enheter, används för att lura hjärnan att uppfatta en artificiell tredimensionell verklighet, kan snart bli föråldrad med introduktionen av ny holografiteknik utvecklad av forskare från Tel Aviv University.

Tel Aviv University doktorander Yuval Yifat, Michal Eitan, och Zeev Iluz har utvecklat högeffektiv holografi baserad på nanoantenner som kan användas för såväl säkerhet som medicinska och rekreationsändamål. Prof. Yael Hanein, vid TAU:s skola för elektroteknik och chef för TAU:s centrum för nanovetenskap och nanoteknik, och Prof. Jacob Scheuer och Prof. Amir Boag från School of Electrical Engineering, ledde utvecklingsteamet. Deras forskning, publicerad i American Chemical Societys publikation Nanobokstäver , använder själva ljusets parametrar för att skapa dynamiska och komplexa holografiska bilder.

För att åstadkomma en tredimensionell projektion med hjälp av befintlig teknik, tvådimensionella bilder måste "plottas om" - roteras och expanderas för att uppnå tredimensionell vision. Men teamets nanoantennteknologi tillåter nydesignade hologram att replikera utseendet av djup utan att ritas om. Tillämpningarna för tekniken är enorma och mångsidiga, enligt forskarna, som redan har kontaktats av kommersiella enheter som är intresserade av tekniken.

Tar ut kartan

"Vi hade den här intressanta idén - att leka med ljusets parametrar, ljusets fas, " sa Yifat. "Om vi ​​dynamiskt kunde förändra förhållandet mellan ljusvågor, vi kunde skapa något som projicerade dynamiskt – som holografisk tv, till exempel. Ansökningarna för detta är oändliga. Om du tar ljus och lyser det på en specialkonstruerad nanostruktur, du kan projicera det i vilken riktning du vill och i vilken form du vill. Detta leder till intressanta resultat."

Forskarna arbetade i labbet i över ett år för att utveckla och patentera ett litet metalliskt nanoantennchip som tillsammans med en anpassad holografialgoritm, kunde bestämma "faskartan" för en ljusstråle. "Fas motsvarar avståndet ljusvågor måste färdas från föremålet du tittar på till ditt öga, " sade prof. Hanein. "I verkliga föremål, våra hjärnor vet hur man tolkar fasinformation så att du får en känsla av djup, men när du tittar på ett fotografi, du förlorar ofta denna information så att fotografierna ser platt ut. Hologram sparar fasinformationen, som är grunden för 3D-bilder. Detta är verkligen en av visuell tekniks heliga graler."

Enligt forskarna, deras metod är den första i sitt slag för att framgångsrikt producera högupplösta holografiska bilder som kan projiceras effektivt i vilken riktning som helst.

"Vi kan använda den här tekniken för att reflektera vilket objekt som helst, sade prof. Scheuer. forskare kunde bara producera grundläggande former - cirklar och ränder, till exempel. Vi använde, som vår modell, logotypen för Tel Aviv University, som har en mycket specifik design, och kunde uppnå de bästa resultaten hittills."

Nyckeln till komplexa bilder

"Detta kan användas för vetenskaplig forskning, säkerhet, medicinsk, teknik, och rekreationsändamål, " sade professor Scheuer. "Föreställ dig en kirurg, som tvingas rita om flera CAT-SCAN-bilder för att skapa en korrekt bild. Genom att bara generera en holografisk bild, hon kunde undersöka symptomen från alla vinklar. Liknande, en arkitekt kunde rita upp en holografisk ritning som han faktiskt kunde gå igenom och inspektera. Ansökningarna är verkligen oändliga."

Den nya tekniken kan också användas för att förbättra laserbaserade radar som används för militära ändamål samt för att föra fram anti-förfalskningsmetoder som skyddar mot stöld.

"Vi optimerade hologram till högsta upplösning och skapade en ny metod som kan producera vilken godtycklig bild som helst, sade professor Scheuer. Här gjordes allt, vid anläggningarna vid Tel Aviv University Center for Nanoscience and Nanotechnology; inklusive tillverkningen, karaktärisering och experiment."

Forskarna utvecklar för närvarande teknologi som gör att holografiska bilder kan ändra form och röra sig.