適用于可見光和紫外線光譜區(qū)的元全息圖的制作

超材料包括人工設(shè)計(jì)的物質(zhì)，它們帶有自然環(huán)境中沒有的特性。

(左圖）當(dāng)不施加電場(chǎng)時(shí)，液晶單元線性排列，導(dǎo)致光線順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。相反，當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)，液晶單元的排列變得非線性，導(dǎo)致光向不同方向旋轉(zhuǎn)。(右圖）新方法通過設(shè)計(jì)成對(duì)光的方向有反應(yīng)，促進(jìn)了兩種不同全息圖的產(chǎn)生。圖片來源：浦項(xiàng)科技大學(xué)

由其輕度和薄度定義的元表面已經(jīng)獲得了極大的興趣，作為一種可能的組件被整合到便攜式虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）設(shè)備中，以實(shí)現(xiàn)全息生成。然而，必須注意的是，元表面有天然的限制，比如它們存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力不足，以及它們僅在可見光譜范圍內(nèi)產(chǎn)生全息圖的能力。

浦項(xiàng)科技大學(xué)機(jī)械工程系和化學(xué)工程系的Junsuk Rho教授和機(jī)械工程系的Joohoon Kim組成的研究小組已經(jīng)完成了適用于可見光和紫外線光譜區(qū)域的元全息圖的制作。研究成果已發(fā)表在國(guó)際權(quán)威雜志《納米地平線》的封面內(nèi)頁上。

全息圖的生成被限制在可見光譜范圍內(nèi)，這主要是由于大多數(shù)物體在紫外線系統(tǒng)中表現(xiàn)出的光吸收。然而，該研究小組已經(jīng)成功地解決了這一難題，將一薄層獨(dú)特配方的氣體成分納入元表面，從而在可見光和紫外線范圍內(nèi)獲得了相當(dāng)大的全息傳輸效率。

此外，該小組還實(shí)現(xiàn)了將兩個(gè)獨(dú)立的全息相位輪廓編碼到一個(gè)元表面上。光的偏振特征引導(dǎo)其通過空間傳播。利用這一現(xiàn)象，該小組的方法可以為順時(shí)針圓偏振光和逆時(shí)針圓偏振光提供全息信息，成功地將編碼到元表面的數(shù)據(jù)量增加了一倍。

為了實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用，研究小組使用了液晶，一種在液晶顯示器和手機(jī)中普遍采用的組件，能夠?qū)獾男D(zhuǎn)方向進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮?。?shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在沒有電場(chǎng)的情況下，光顯示順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，反過來產(chǎn)生A型全息圖。

另一方面，電場(chǎng)的實(shí)施促進(jìn)了各種光的旋轉(zhuǎn)方向，這導(dǎo)致了B型全息圖的產(chǎn)生?；旧希撗芯啃〗M開發(fā)了一種設(shè)備，它有能力根據(jù)電場(chǎng)的存在或不存在而呈現(xiàn)不同的全息圖。

這項(xiàng)研究的意義在于，它克服了僅適用于可見區(qū)的元全息圖的限制，我們實(shí)現(xiàn)了在可見區(qū)和紫外區(qū)同時(shí)生成元全息圖。這種擬議的元全息圖可以在防偽措施、識(shí)別和護(hù)照等安全技術(shù)中得到很好的應(yīng)用。---浦項(xiàng)科技大學(xué)Junsuk Rho教授，研究主要作者

該研究是在韓國(guó)國(guó)家研究基金會(huì)STEAM研究項(xiàng)目（基于納米光學(xué)的智能數(shù)據(jù)安全技術(shù)中心）的支持下完成的，該項(xiàng)目由韓國(guó)科學(xué)和信息通信技術(shù)部資助，是浦項(xiàng)集團(tuán)產(chǎn)學(xué)研一體化中心的項(xiàng)目。