Науковці зробили крок до голограм: звичайні OLED-екрани покращили за допомогою метаповерхонь

Що робить цей підхід революційним?

Дослідники зі Школи фізики та астрономії Сент-Ендрюського університету представили новий оптоелектронний пристрій, який може суттєво змінити майбутнє голографічних технологій. Їхня розробка, описана в науковому журналі Light, Science and Application, базується на поєднанні двох ключових компонентів: органічних світлодіодів (OLED) та голографічних метаповерхонь (HM), пише 24 Канал.

Традиційно для створення голограм використовували лазери, що робило процес громіздким і дорогим. Команда шотландських фізиків продемонструвала, що об'єднання OLED-елементів з метаповерхнями є значно простішим, дешевшим та компактнішим методом. Цей прорив усуває одну з головних перешкод, яка стримувала широке впровадження голографії в повсякденне життя.

Органічні світлодіоди – це тонкоплівкові пристрої, які вже стали стандартом для дисплеїв мобільних телефонів та деяких телевізорів, де вони формують кольорові пікселі. Завдяки своїй пласкій структурі та здатності випромінювати світло по всій поверхні, OLED-технологія також є перспективною для таких галузей, як оптичний бездротовий зв'язок та біофотоніка. Їхня універсальність дозволяє легко інтегрувати їх з іншими компонентами, створюючи мініатюрні системи на основі світла.

Інший ключовий елемент – голографічна метаповерхня. Це тонкий плаский шар, що складається з нанорозмірних структур, відомих як мета-атоми. Кожен такий мета-атом приблизно в тисячу разів тонший за людську волосину. Ці структури проєктуються таким чином, щоб точно керувати поведінкою світла. Кожен мета-атом функціонує як окремий піксель метаповерхні. Коли світло від OLED-джерела проходить крізь нього, властивості світлового променя трохи змінюються. Завдяки цим модифікаціям та явищу інтерференції світла, коли світлові хвилі взаємодіють між собою, на іншому боці пристрою створюється складне, заздалегідь розроблене зображення.

Розробники технології зазначають, що цей винахід відкриває абсолютно новий напрямок для використання OLED-технологій. Професор Грем Тернбулл підкреслив унікальність підходу: якщо для створення звичайного зображення на OLED-дисплеї потрібні тисячі пікселів, то нова технологія дозволяє спроєктувати цілісну картинку за допомогою лише одного OLED-пікселя.

За словами професора Андреа Ді Фалько, метаповерхні є однією з найбільш універсальних платформ для керування світлом, і ця робота усуває технологічний бар'єр на шляху їхнього застосування в побутових пристроях. Це може спричинити кардинальні зміни в архітектурі голографічних дисплеїв, зокрема для віртуальної та доповненої реальності.

Попереду ще багато роботи

Водночас важливо розуміти, що на даному етапі технологія дозволяє проєктувати лише статичні, попередньо закодовані зображення. Тобто OLED-елемент виступає джерелом світла, а не динамічним дисплеєм, здатним миттєво змінювати голограму.

Попри це, відкриття є важливим кроком до створення мініатюрних та інтегрованих голографічних систем, які можуть існувати в майбутньому. Точних термінів переходу до наступного кроку в розвитку технології науковці не називають.