मार्च 11, 2024 (नानोवरक स्पॉटलाइट) होलोग्राफी, त्रि-आयामी छवियों के पुनर्निर्माण के लिए प्रकाश का उपयोग करने की तकनीक, ने लंबे समय से वैज्ञानिकों और जनता की कल्पना को समान रूप से आकर्षित किया है। किसी वस्तु से परावर्तित प्रकाश की पूरी तरंग को रिकॉर्ड करके और बाद में उसे फिर से बनाकर, होलोग्राम ऐसी छवियां प्रदर्शित कर सकता है जो दर्शक की स्थिति के आधार पर परिप्रेक्ष्य को बदलती और बदलती हैं, जिससे गहराई का एक सम्मोहक भ्रम पैदा होता है। गतिशील, पूर्ण-रंगीन होलोग्राफिक डिस्प्ले बनाने की इस क्षमता का लाभ उठाने के सपने पर दशकों से शोध चल रहा है, लेकिन यह अभी भी पहुंच से बाहर है। चुनौती इस तथ्य में निहित है कि, होलोग्राम बनाने के लिए, प्रकाश तरंगों को प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से छोटे पैमाने पर सटीक रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए। पारंपरिक होलोग्राफी हस्तक्षेप पैटर्न को रिकॉर्ड करने के लिए प्रकाश-संवेदनशील सामग्रियों की फिल्मों का उपयोग करने पर निर्भर करती है, जो बदले में प्रकाश तरंगफ्रंट को पुन: उत्पन्न कर सकती है और एक होलोग्राफिक छवि बना सकती है। हालाँकि, यह दृष्टिकोण स्थैतिक होलोग्राम उत्पन्न करता है जिसे आसानी से नहीं बदला जा सकता है। अभी हाल ही में, वैज्ञानिकों ने लिक्विड क्रिस्टल, ऐसी सामग्रियों का उपयोग करने का प्रयोग किया है जिनमें रॉड के आकार के अणु गतिशील होलोग्राफिक मीडिया के रूप में क्रमबद्ध संरचनाओं में स्व-संरेखित होते हैं। विद्युत क्षेत्रों को लागू करने से लिक्विड क्रिस्टल अणुओं का अभिविन्यास बदल सकता है, जिससे वे प्रकाश के साथ कैसे संपर्क करते हैं और संभावित रूप से होलोग्राफिक छवि को ट्यून करने की अनुमति मिलती है। हालाँकि, अब तक, लिक्विड क्रिस्टल-आधारित होलोग्राफी को सीमाओं का सामना करना पड़ा है। अधिकांश दृष्टिकोण स्थिर पैटर्न वाली सतहों के ऊपर लिक्विड क्रिस्टल की परत चढ़ाते हैं मेटासर्फेस प्रकाश तरंगों के चरण को विशिष्ट तरीकों से बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया। हालांकि ये हाइब्रिड लिक्विड क्रिस्टल-मेटासुरफेस सिस्टम कुछ ट्यूनेबिलिटी प्रदान करते हैं, लेकिन इन्हें बनाना जटिल होता है, और लिक्विड क्रिस्टल परत आमतौर पर केवल पूर्व-परिभाषित चरण पैटर्न में समान परिवर्तन प्रदान कर सकती है। यह छवि निर्माण को बाधित करता है और पूरी तरह से मनमाने ढंग से होलोग्राफिक छवियों को प्रोजेक्ट करने से रोकता है। बहुमुखी और गतिशील होलोग्राफी में सक्षम लिक्विड क्रिस्टल प्रणाली का निर्माण एक अधूरी आवश्यकता बनी हुई है। यानी, चीन और सिंगापुर के तीन विश्वविद्यालयों में फैली एक शोध टीम के एक अभूतपूर्व नए अध्ययन तक। जैसा कि जर्नल में बताया गया है ई प्रकाश ("वेक्टोरियल लिक्विड-क्रिस्टल होलोग्राफी"), वैज्ञानिकों ने पहला एकल-परत लिक्विड क्रिस्टल उपकरण विकसित किया है जो पूर्ण दृश्य रंग स्पेक्ट्रम को शामिल करते हुए पूरी तरह से मनमानी गतिशील होलोग्राफिक छवियां उत्पन्न करने में सक्षम है। उनका नया दृष्टिकोण, जिसे वे "वेक्टोरियल होलोग्राफी" कहते हैं, अंततः व्यावहारिक होलोग्राफिक डिस्प्ले को सक्षम करने की क्षमता रखता है। अदिश और वेक्टरियल एलसी-होलोग्राफी का योजनाबद्ध चित्रण। a स्केलर एलसी-होलोग्राफी। एलसीपी प्रकाश द्वारा प्रकाशित होने पर होलोग्राफिक छवि (एक बिल्ली) को यादृच्छिक चरण वितरण के साथ पुनर्निर्मित किया जाता है। b वेक्टरियल एलसी-होलोग्राफी। हम एलसीपी और आरसीपी के लिए एलसी होलोग्राम को स्थानिक रूप से एक एलसी परत में मल्टीप्लेक्स करते हैं, जो नीले और लाल एलसी निदेशकों द्वारा इंगित किए जाते हैं। दो स्वतंत्र होलोग्राफिक छवियां (बिना पूंछ वाली बिल्ली और बिना सिर वाली बिल्ली) रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश द्वारा प्रकाशित होने पर स्थानिक रूप से भिन्न आयाम और चरण अंतर के साथ उत्पन्न होती हैं। ये दोनों छवियाँ आंशिक रूप से ओवरलैप की गई हैं। सदिश पैटर्न चरण अंतर वितरण और आयाम अनुपात दोनों द्वारा निर्धारित किया जाता है। eLight, (CC BY 4.0) टीम के नवाचार की कुंजी एक परत के भीतर पिक्सेल-दर-पिक्सेल आधार पर लिक्विड क्रिस्टल अणुओं पर पूर्ण नियंत्रण लेने का एक तरीका विकसित करना था। उन्होंने एक गतिशील फोटोमास्क के रूप में एक डिजिटल माइक्रोमिरर डिवाइस का उपयोग करके इसे हासिल किया, जिससे उन्हें लगभग एक माइक्रोमीटर के रिज़ॉल्यूशन के साथ लिक्विड क्रिस्टल परत में दस लाख से अधिक बिंदुओं पर आणविक अभिविन्यास को सटीक रूप से परिभाषित करने की अनुमति मिली। वोल्टेज लागू होने पर प्रत्येक पिक्सेल पर दिए गए ओरिएंटेशन कोण और परिणामी चरण बदलाव को एक साथ नियंत्रित करके, शोधकर्ता प्रत्येक बिंदु पर तरंगफ्रंट के आयाम और ध्रुवीकरण दोनों पर पूर्ण नियंत्रण के साथ एक लक्ष्य प्रकाश क्षेत्र को होलोग्राफिक रूप से परिभाषित कर सकते हैं। इस दृष्टिकोण का उपयोग करके, वैज्ञानिक दो पूरी तरह से स्वतंत्र होलोग्राफिक छवियां उत्पन्न करने में सक्षम थे, एक बाएं गोलाकार ध्रुवीकृत प्रकाश के लिए और एक दाएं गोलाकार ध्रुवीकृत प्रकाश के लिए। फिर उन्होंने नव विकसित होलोग्राम-गणना एल्गोरिथ्म का उपयोग करके इन दोनों छवियों को एक एकल लिक्विड क्रिस्टल पैटर्न में सरलता से जोड़ दिया। जब किसी भी ध्रुवीकरण के प्रकाश से रोशन किया जाता है, तो यह संयुक्त होलोग्राम एक तरफ उस हाथ के लिए लक्ष्य छवि उत्पन्न करता है, लेकिन दोनों के बीच एक समान और विपरीत चरण बदलाव के साथ। इस प्रकार, प्रकाश का ध्रुवीकरण आउटगोइंग वेवफ्रंट के प्रत्येक बिंदु पर एक परिभाषित तरीके से परिवर्तित होता है। दोनों गोलाकार ध्रुवीकरणों के समान मिश्रण वाले इनपुट प्रकाश का उपयोग करके, शोधकर्ता दो होलोग्राफिक छवियों को हस्तक्षेप कर सकते हैं, जिससे उन्हें प्रत्येक बिंदु पर परिणामी ध्रुवीकरण पर पिक्सेल-स्तरीय नियंत्रण मिल सकता है - जिसमें किसी भी कोण पर रैखिक ध्रुवीकरण के बिंदु बनाने की क्षमता भी शामिल है। . दो गोलाकार ध्रुवीकरणों के बीच आयाम और चरण संबंध एक ध्रुवीकरण स्थिति को परिभाषित करता है जो पोंकारे क्षेत्र पर एक पथ का पता लगाता है, जो होलोग्राम के पार होने पर सभी संभावित ध्रुवीकरणों का एक ग्राफिकल प्रतिनिधित्व है। इस ध्रुवीकरण नियंत्रण को स्वतंत्रता की एक अतिरिक्त डिग्री के रूप में उपयोग करते हुए, टीम ने कई उल्लेखनीय क्षमताओं का प्रदर्शन किया। उन्होंने एक घड़ी की होलोग्राफिक छवि बनाई जिसमें घंटे और मिनट की सूइयों को विपरीत गोलाकार ध्रुवीकरण के साथ प्रक्षेपित किया गया था, जबकि संख्याओं को विभिन्न कोणों पर विशिष्ट रैखिक ध्रुवीकरण के रूप में एन्कोड किया गया था, जो पूरे समय को एन्क्रिप्ट करता था, जो केवल ध्रुवीकरण विश्लेषण के माध्यम से प्रकट होता था। इससे भी अधिक आश्चर्यजनक रूप से, उन्होंने चंद्रमा की होलोग्राफिक छवियां बनाईं जिनमें स्थानिक रूप से भिन्न आयाम और ध्रुवीकरण दोनों को एक साथ पूरी तरह से मनमाने तरीके से नियंत्रित किया गया था। एक विद्युत क्षेत्र को लागू करके, तरल क्रिस्टल अणुओं की गतिशील प्रतिक्रिया के कारण, वैज्ञानिक वास्तविक समय में इन होलोग्राफिक अनुमानों को ट्यून और स्विच कर सकते हैं। उन्होंने एक फुटबॉल खिलाड़ी का फ्री किक लेते हुए एक होलोग्राफिक वीडियो भी बनाया, जिसमें अलग-अलग टेम्पोरल फ़्रेमों को रैखिक ध्रुवीकरण चैनलों में मल्टीप्लेक्स किया गया था और ध्रुवीकरण विश्लेषक को घुमाकर अनुक्रम में देखा जा सकता था। पूरी प्रणाली अत्यधिक कुशल साबित हुई, जिसमें 60% से अधिक इनपुट प्रकाश को पूरे दृश्यमान स्पेक्ट्रम में वांछित होलोग्राफिक वेवफ्रंट में परिवर्तित किया गया - मेटासरफेस-आधारित दृष्टिकोण की संकीर्ण-बैंड प्रकृति पर एक महत्वपूर्ण प्रगति। इस अभूतपूर्व कार्य के साथ, शोधकर्ताओं ने लिक्विड क्रिस्टल होलोग्राफी के लिए एक बिल्कुल नया प्रतिमान खोल दिया है। उनका ध्रुवीकरण बहुसंकेतन दृष्टिकोण तेजी से होलोग्राम की सूचना क्षमता का विस्तार करता है और पुनर्निर्मित प्रकाश क्षेत्रों पर पूर्ण नियंत्रण की अनुमति देता है। लिक्विड क्रिस्टल की तीव्र प्रतिक्रिया और ब्रॉडबैंड क्षमता के साथ मिलकर उनके सिंगल-लेयर डिज़ाइन की सादगी उनके प्लेटफ़ॉर्म को गतिशील होलोग्राफिक डिस्प्ले बनाने के लिए विशिष्ट रूप से अनुकूल बनाती है। वास्तविक समय, पूर्ण-रंगीन होलोग्राफिक वीडियो अब पहुंच में है। आगे देखते हुए, शोधकर्ता अपनी वेक्टरियल होलोग्राफी तकनीक के लिए अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला की कल्पना करते हैं। एन्क्रिप्टेड होलोग्राफिक छवियों का उपयोग सुरक्षा और जालसाजी-रोधी के लिए एक बहुमुखी नए मंच के रूप में किया जा सकता है। होलोग्राफिक अनुमान नए संवर्धित और आभासी वास्तविकता डिस्प्ले को सक्षम कर सकते हैं। प्रकाश के आयाम और ध्रुवीकरण दोनों का मनमाना नियंत्रण जैविक अनुसंधान और नैनो-असेंबली के लिए नए प्रकार के ऑप्टिकल जाल और जोड़-तोड़ को सक्षम कर सकता है। जैसे-जैसे टीम अपनी निर्माण प्रक्रिया को परिष्कृत करती है और अपने लिक्विड क्रिस्टल होलोग्राम के आकार को बढ़ाती है, ये और कई अन्य संभावनाएं वास्तविकता बनने की ओर अग्रसर हैं। होलोग्राफिक प्रकाश क्षेत्रों पर पूर्ण गतिशील नियंत्रण में सक्षम पहले सिंगल-लेयर लिक्विड क्रिस्टल डिवाइस का विकास निस्संदेह एक ऐतिहासिक उपलब्धि है। लिक्विड क्रिस्टल की तरल प्रकृति का पूरी तरह से लाभ उठाकर और एक एकीकृत ढांचे में आयाम और ध्रुवीकरण नियंत्रण को जोड़कर, शोधकर्ताओं ने वह हासिल किया है जो पहले लिक्विड क्रिस्टल होलोग्राफी के साथ असंभव माना जाता था।

By

माइकल
चरवाहा

- माइकल रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री द्वारा तीन पुस्तकों के लेखक हैं:
नैनो-सोसाइटी: प्रौद्योगिकी की सीमाओं को धक्का देना,
नैनो टेक्नोलॉजी: द फ्यूचर इज टिनी, तथा
नैनोइंजीनियरिंग: स्किल्स एंड टूल्स मेकिंग टेक्नोलॉजी इनविजिबल
कॉपीराइट ©

नैनोवर्क एलएलसी

• एसईओ संचालित सामग्री और पीआर वितरण। आज ही प्रवर्धित हो जाओ।
• प्लेटोडेटा.नेटवर्क वर्टिकल जेनरेटिव एआई। स्वयं को शक्तिवान बनाएं। यहां पहुंचें।
• प्लेटोआईस्ट्रीम। Web3 इंटेलिजेंस। ज्ञान प्रवर्धित। यहां पहुंचें।
• प्लेटोईएसजी. कार्बन, क्लीनटेक, ऊर्जा, पर्यावरण, सौर, कचरा प्रबंधन। यहां पहुंचें।
• प्लेटोहेल्थ। बायोटेक और क्लिनिकल परीक्षण इंटेलिजेंस। यहां पहुंचें।
• स्रोत: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64826.php