Голограми замість "плоских" кадрів: учені зробили прорив у галузі РК-технологій (фото)

голограма, слон, цирк

Через 15 років смартфони та телевізори будуть оснащені дисплеями, які зможуть якісно відтворювати динамічні голограми.

Динамічні голограми відтворити досить важко, і одним з обмежувальних факторів є роздільна здатність дисплея. Справа в тому, що для голографічних зображень потрібна роздільна здатність 50 тис. dpi (пікселів на дюйм), що в 100 разів більше, ніж у найкращих екранів для смартфонів, — щоб досягти потрібної роздільної здатності, необхідно зменшити розмір пікселя до 0,5 мікрометра (однієї тисячної міліметра). Однак, сучасна технологія виробництва рідкокристалічних панелей не дозволяє створювати настільки маленькі пікселі, у результаті пікселі досягають кількох мікрометрів. Однак, дослідникам зі Штутгартського університету вдалося вирішити цю проблему — вони розробили метод використання плазмонних наноантен, що електрично перемикаються, виготовлених з провідних полімерів, габарити яких досягають всього кілька сотень нанометрів, пише видання scitechdaily.com.

голограма, наноантена
Дослідники розробляють наноантени, що електрично перемикаються, як основа для голографічної відеотехнології.

Протягом кількох років дослідники створювали метаповерхні, що генерують статичні тривимірні голограми. Однак, компоненти цих метаповерхонь, або наноантени, складалися з металів, таких як золото або алюміній, які не можна було перемикати, як звичайні рідкокристалічні матеріали. Після кількох років пошуку відповідного матеріалу, аспірант Джуліан Карст, експерт з нанофотоніки доктор Маріо Хентшель, професор хімії Сабіна Людвігс використовували електропровідні полімери, за відкриття яких у 2000 році трьом ученим було присуджено Нобелівську премію з хімії.

полімер, метаповерхня
Метаповерхня металевого полімеру, яку можна використовувати для перемикання електричних наноантен

До цих пір такі матеріали використовувалися в гнучких дисплеях та елементах сонячних батарей. Карст та Хентшель розробили процес наноструктурування металевих полімерів з використанням комбінації електронно-променевої літографії та травлення, тим самим створивши плазмонні наноантени. Дослідники домоглися того, щоб наноантени можна було перемикати між двома станами — склоподібним і металевим, подаючи напругу від -1 до +1 В.

"Переключення можливе навіть при частоті відео 30 Гц. Попри те, що товщина наноантен становить всього кілька десятків нанометрів, вони виконують ту ж роботу, що і більші рідкі кристали, які використовуються при створенні РК-дисплеїв", — зазначає ЗМІ.

Карст створив голограму, яка поводиться як оптична лінза, яку можна вмикати та вимикати, при доданій напрузі ± 1 В. Ця технологія зможе змінити фото- та відеотехніку, а також гаджети, де використовується оптика. Наприклад, перемкнувши напругу, ви зможете перейти з режиму ширококутної зйомки до телефото.

наноантени, перемикання
Перемикання наноантен між двома станами: зліва — склоподібний, праворуч — металевий

У майбутньому команда вчених планує обробляти кожен піксель індивідуально так, щоб голограми змінювалися з такою самою швидкістю, як і зміна кадрів відео.

Співпрацюючи разом з інженерами, дослідники зможуть на основі своєї технології створити оптичні дисплеї, що динамічно перемикаються, і оснастити ними смартфони і навіть телевізори, а також розробити ПЗ, що дозволяє AR/VR-гарнітурам транслювати голографічне відео. Покладаючись на закон Мура, учені вважають, що виробництво екранів нового типу розпочнеться не раніше 2035 року.

Раніше ми писали про те, як зміниться телебачення в майбутньому, і серед інших інновацій буде впроваджено голографічні ТБ-панелі.