Голограммы вместо "плоских" кадров: ученые совершили прорыв в области ЖК-технологий (фото)

голограмма, слон, цирк

Через 15 лет смартфоны и телевизоры будут оснащены дисплеями, которые смогут качественно воспроизводить динамические голограммы.

Динамические голограммы воспроизвести довольно трудно, и одним из ограничивающих факторов является разрешение дисплея. Дело в том, что для голографических изображений требуется разрешение 50 тыс. dpi (пикселей на дюйм), что в 100 раз больше, чем у самых лучших экранов для смартфонов, — чтобы достичь нужного разрешения, необходимо уменьшить размер пикселя до 0,5 микрометра (одной тысячной миллиметра). Однако современная технология производства жидкокристаллических панелей не позволяет создавать настолько маленькие пиксели, в итоге пиксели достигают нескольких микрометров. Однако исследователям из Штутгартского университета удалось решить эту проблему — они разработали метод использования электрически переключаемых плазмонных наноантенн, изготовленных из проводящих полимеров, габариты которых достигают всего несколько сотен нанометров, пишет издание scitechdaily.com.

голограмма, наноантенна
Исследователи разрабатывают электрически переключаемые наноантенны в качестве основы для голографической видеотехнологии

В течение нескольких лет исследователи создавали метаповерхности, генерирующие статические трехмерные голограммы. Однако компоненты этих метаповерхностей, или наноантенны, состояли из металлов, таких как золото или алюминий, которые нельзя было переключать, как обычные жидкокристаллические материалы. После нескольких лет поиска подходящего материала, аспирант Джулиан Карст, эксперт по нанофотонике доктор Марио Хентшель, профессор химии Сабина Людвигс использовали электропроводящие полимеры, за открытие которых в 2000 году троим ученым была присуждена Нобелевская премия по химии.

полимер, метаповерхность
Метаповерхность металлического полимера, которое можно использовать для переключения электрических наноантенн

До сих пор такие материалы использовались в гибких дисплеях и элементах солнечных батарей. Карст и Хентшель разработали процесс наноструктурирования металлических полимеров с использованием комбинации электронно-лучевой литографии и травления, тем самым создав плазмонные наноантенны. Исследователи добились того, чтобы наноантенны можно было переключать между двумя состояниями — стеклообразным и металлическим, подавая напряжение от -1 В до +1 В.

"Переключение возможно даже при частоте видео 30 Гц. Несмотря на то, что толщина наноантенн составляет всего несколько десятков нанометров, они выполняют ту же работу, что и более крупные жидкие кристаллы, используемые при создании ЖК-дисплеев", — отмечает СМИ.

Карст создал голограмму, которая ведет себя как оптическая линза, которую можно включать и выключать, при приложенном напряжении ± 1 В. Эта технология сможет изменить фото- и видеотехнику, а также гаджеты, где используется оптика. Например, переключив приложенное напряжение, вы сможете перейти с режима широкоугольной съемки к телефото.

наноантенны, переключение
Переключение наноантенн между двумя состояниями: слева - стеклообразное, справа - металлическое

В будущем команда ученых планирует обрабатывать каждый пиксель индивидуально так, чтобы голограммы изменялись с той же скоростью, что и смена кадров видео.

Сотрудничая вместе с инженерами, исследователи смогут на основе своей технологии создать динамически переключаемые оптические дисплеи и оснастить ими смартфоны и даже телевизоры, а также разработать ПО, позволяющее AR/VR-гарнитурам транслировать голографическое видео. Полагаясь на закон Мура, ученые считают, что производство экранов нового типа начнется не ранее 2035 года.

Ранее мы писали о том, как изменится телевидение в будущем, и среди прочих инноваций будут внедрены голографические ТВ-панели.