(Phys.org) – Det finns många olika sätt att skapa ett hologram, var och en med sina egna fördelar och nackdelar. Försöker maximera fördelarna, Forskare i en ny studie har designat ett hologram tillverkat av ett metamaterial bestående av aluminium nanorods som kan producera ljus över hela det synliga spektrumet, och gör det på ett sätt som ger ljusare bilder än andra metoder.

Forskarna, leds av Din Ping Tsai vid National Taiwan University och Academia Sinica, båda i Taipei, Taiwan, har publicerat en artikel om det nya hologrammet i ett färskt nummer av Nanobokstäver .

Som forskarna förklarar, flerfärgade hologram har funnits i många år och används ofta på kreditkort och för andra säkerhetsändamål. Dessa "regnbågshologram" blandar rött, blå, och grönt ljus under vitt ljus för att producera en mängd olika färger. Den största nackdelen, dock, är att en tittare ser olika färger beroende på betraktningsvinkeln, vilket har begränsat tillämpningarna av dessa hologram.

På senare tid, forskare har visat att ett alternativt sätt att skapa flerfärgshologram involverar metamaterial - konstgjorda material som består av upprepade mönster av små strukturer, så att deras optiska egenskaper kan ställas in. Hologram gjorda av metamaterial kallas "meta-hologram".

I allmänhet, hologram använder antingen amplitudmodulering eller fasmodulering av ljusvågor för att uppnå den holografiska effekten. I den nya studien, forskarna förklarar att fasmodulering är mer önskvärt eftersom det ger en ljusare bild. Dock, hittills har fasmoduleringsbaserade flerfärgsmetahologram inte uppnåtts framgångsrikt. Detta beror på att fasmodulering med guld- och silvermaterialen som vanligtvis används i metahologram helt enkelt inte kan sträcka sig över hela det synliga spektrumet på grund av egenskaperna hos guld- och silvermaterialen.

I den nya tidningen, forskarna byggde metamaterialet från nanorods gjorda av aluminium, som inte lider av samma begränsningar som guld och silver, och så kan producera ljus över hela det synliga spektrumet. Den nya metoden är den första demonstrationen av en fasmodulerad, fullfärgs metahologram gjord av aluminium nanorods.

Nanoroderna har olika längder (50 till 150 nm), med längre stavar som resonerar vid längre våglängder av ljus för att producera hela spektrat av färger. Tekniken kan också projicera olika bilder till olika platser på displayytan.

"Jämfört med meta-hologrammen i litteraturen, vårt föreslagna meta-hologram som består av billigt och massproducerbart aluminium har polarisationsväxlande och färgmultiplexande bilder som inte kan påvisas av de mycket använda metallerna, som guld och silver, " berättade Tsai Phys.org .

Forskarna förväntar sig att tekniken kan anpassas för att generera 3D-bilder genom att använda kors nanorods som består av två uppsättningar vinkelräta aluminiumstavar, som var och en producerar en enda bild men med olika polarisation. De dubbla bilderna kan ha tillämpningar i glasögonfri 3D-bildbehandling och datalagring.

"Våra framtidsplaner syftar till att förbättra effektiviteten hos det rapporterade metahologrammet och demonstrera ett flerdimensionellt metahologram som kan rekonstruera polarisationsberoende färgbilder på olika fokalplan, " sa Tsai.

© 2015 Phys.org