Holografisk färgbild gjord av lysande laserljus på en metayta. Kredit:Wang et al. ©2016 American Chemical Society
(Phys.org)—Genom att noggrant arrangera många nanoblock för att bilda pixlar på en metayta, forskare har visat att de kan manipulera inkommande synligt ljus på precis rätt sätt för att skapa ett "meta-hologram" i färg. Den nya metoden för att skapa hologram har en storleksordning högre rekonstruktionseffektivitet än liknande färgmetahologram, och har applikationer för olika typer av holografiska 3D-färgskärmar och akromatiska plana linser.
Forskarna, Bo Wang et al ., från Peking University och National Centre for Nanoscience and Technology, både i Kina, har publicerat en artikel om den nya typen av hologram i ett färskt nummer av Nanobokstäver .
Pixlarna på den nya metaytan består av tre typer av kisel nanoblock vars exakta dimensioner motsvarar våglängderna för tre olika färger:röd, grön, och blått. För att öka effektiviteten för det blå ljuset, två identiska nanoblock som motsvarar det blå ljuset är arrangerade i varje pixel, tillsammans med ett nanoblock för rött ljus och ett för grönt ljus.
Forskarna förklarar att varje pixel kan ses som en "metamolekyl" eftersom det är den grundläggande upprepningen, subvåglängdsenhet för den större metaytan som utgör hela hologrammet. Metamolekylerna gör det möjligt för metaytan att styra ljus på sätt som inte är möjliga utan modern design i nanoskala.
När den är röd, grön, och blå lasrar lyser upp hologrammet, varje nanoblock manipulerar fasen av dess motsvarande färg. Forskarna förklarar att en viktig prestation i studien var att minimera interaktionerna mellan nanoblock så att nanoblocken fungerar nästan oberoende av varandra. Sedan genom att orientera nanoblocken på olika sätt, forskarna kunde ändra ljusets fasmanipulation, vilket resulterar i olika holografiska bilder.
(Överst till vänster) En pixel, som är gjord av fyra nanoblock. (Överst till höger) Experimentell inställning för att generera ett färghologram. (Längst ned) Experimentella resultat av akromatiska färghologram, gjord av rött, grön, eller blått ljus eller genom att kombinera dessa färger. Kredit:Wang et al. ©2016 American Chemical Society
"Vårt arbete ger ett tillvägagångssätt för att realisera den nästan oberoende manipuleringen av fasen för olika synliga våglängder i subvåglängdsupplösning och i transmissionsläge på grund av frånvaron av interaktioner mellan nanoblock inom en metamolekyl, som tillåter särskilda funktioner, "medförfattare Yan Li, vid Pekings universitet, berättade Phys.org .
Forskarna visade att nanoblockmetoden kan användas för att skapa två olika typer av hologram. I ett akromatiskt hologram, hela den rekonstruerade bilden är i en färg. Genom att balansera den relativa inmatningen av de tre färgerna, ett brett spektrum av färger kan uppnås. I den andra typen av hologram, kallas ett mycket spridande hologram, olika delar av den rekonstruerade bilden har olika färger, t.ex. en röd blomma, grön stjälk, och blå behållare.
Det nya färghologrammet har en mängd potentiella tillämpningar där spektral vågfrontsmanipulation krävs, som 3D-färghologram, akromatiska linser, och anti-konfeitation plana optiska anordningar. Forskarna planerar att fortsätta med dessa tillämpningar i framtida arbete.
"Baserat på denna idé och tillvägagångssätt, nya verkliga plana optiska enheter kan tillverkas för att realisera många nya eller extra funktioner i framtiden, " sa Weiguo Chu vid National Center for Nanoscience and Technology.
© 2016 Phys.org
