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Winkelabhängige Hologramme ermöglicht durch Metaoberflächen

Datum:

21. Februar 2024

(Nanowerk-Neuigkeiten) Der Ausdruck „in jeder Hinsicht makellos“ wird häufig verwendet, um das Aussehen einer Berühmtheit zu charakterisieren. Dies bedeutet nicht nur, dass sie aus einem bestimmten Blickwinkel attraktiv erscheinen, sondern vielmehr, dass ihre Anziehungskraft aus verschiedenen Blickwinkeln und Perspektiven konsistent und ansprechend bleibt. Kürzlich hat ein Forschungsteam der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) einen beschäftigt Metaoberfläche winkelabhängige Hologramme mit mehreren Funktionen herzustellen, was in der akademischen Gemeinschaft auf großes Interesse stößt. Vielseitiges metaholografisches Display mit unterschiedlichen Bildern je nach Betrachtungswinkel Vielseitiges metaholografisches Display mit unterschiedlichen Bildern je nach Betrachtungswinkel. (Bild: POSTECH) Ein Forschungsteam bestehend aus Professor Junsuk Rho von der Fakultät für Maschinenbau und der Fakultät für Chemieingenieurwesen und dem Doktoranden Joohoon Kim von der Fakultät für Maschinenbau an der POSTECH entwickelte die Metaoberflächen-Anzeigetechnologie. Mit dieser Technologie können Hologramme je nach Blickwinkel des Betrachters mehrere Bilder anzeigen. Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in Nano-Buchstaben („Spinselektive Winkeldispersionskontrolle in dielektrischen Metaoberflächen für mehrkanalige metaholografische Displays“). Je nach Position des Betrachters können Objekte unterschiedlich erscheinen. Dieses Konzept kann in der holografischen Technologie genutzt werden, um filmische und realistische 3D-Hologramme zu erzeugen, die je nach Betrachtungswinkel unterschiedliche Bilder präsentieren. Die aktuelle Herausforderung besteht jedoch darin, die Lichtstreuung winkelabhängig zu steuern, was den Einsatz von Nanooptiken in diesem Zusammenhang zu einem komplexen Unterfangen macht. Das Team begegnete dieser Herausforderung durch den Einsatz von Metaoberflächen, künstlichen Nanostrukturen, die in der Lage sind, die Eigenschaften von Licht präzise zu manipulieren. Diese Metaoberflächen sind unglaublich dünn und leicht, etwa ein Hundertstel so dick wie ein menschliches Haar, was sie für Anwendungen in miniaturisierten Displays wie Virtual- und Augmented-Reality-Geräten vielversprechend macht. Durch den Einsatz von Metaoberflächen entwickelte das Team ein System, das Licht so steuert, dass es nur eine bestimmte Informationsphase in einem bestimmten Winkel übermittelt, was je nach Einfallswinkel zu unterschiedlichen Bildern führt. In ihren Experimenten erzeugte die Metaoberfläche des Teams deutliche holografische 3D-Bilder in Winkeln von +35° und -35° für linkszirkulare Polarisation. Bemerkenswerterweise gelang es dem Team, mithilfe einer einzigen Metaoberfläche abhängig von der spezifischen Polarisation unterschiedliche Bilder für einfallendes Licht zu erzeugen. Bemerkenswert ist, dass das holografische Display einen weiten Betrachtungswinkel von 70° (±35°) aufwies, sodass Betrachter das dreidimensionale Hologramm aus verschiedenen Richtungen wahrnehmen konnten. Professor Junsuk Rho, der die Forschung leitete, erklärte: „Es ist uns gelungen, eine wirkungsvolle Darstellung aus verschiedenen Blickwinkeln zu erreichen.“ Er fügte hinzu: „Wir gehen davon aus, dass diese Technologie einen wesentlichen Beitrag zur Kommerzialisierung der Technologie für Virtual- und Augmented-Reality-Displays, verschlüsselte Bildgebung, Informationsspeicherung und andere Anwendungen leisten wird.“

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