8 月 31 日消息，圣安德魯斯大學一項新研究為全息技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，該技術(shù)未來或可改變智能設(shè)備、通信、游戲及娛樂行業(yè)的現(xiàn)有形態(tài)。

在《光：科學與應用》（Light: Science & Applications）期刊發(fā)表的一項研究中，該校物理與天文學學院的研究人員將全息超表面（HMs）與有機發(fā)光二極管（OLEDs）相結(jié)合，研發(fā)出一種新型光電子設(shè)備。

此前，全息圖的制作一直依賴激光技術(shù)。而研究人員發(fā)現(xiàn)，采用 OLED 與全息超表面的組合方案，不僅流程更簡便、設(shè)備體積更小巧，成本也可能更低，且更易于推廣應用 —— 這一突破成功解決了阻礙全息技術(shù)大規(guī)模普及的核心難題。

據(jù)了解，有機發(fā)光二極管是一種薄膜器件，目前已廣泛用于制造手機屏幕及部分電視的彩色像素。作為一種平面面光源，OLED 還在光無線通信、生物光子學、傳感等新興領(lǐng)域嶄露頭角：其與其他技術(shù)的高度兼容性，使其成為打造小型化光基平臺的理想選擇。

全息超表面則是由“超原子”構(gòu)成的薄平面陣列，每個“超原子”的尺寸約為一根頭發(fā)絲直徑的千分之一。這種結(jié)構(gòu)專門用于調(diào)控光的特性，可用于制作全息圖，應用場景覆蓋數(shù)據(jù)存儲、防偽、光學顯示、高數(shù)值孔徑透鏡（如光學顯微鏡）及傳感等多個領(lǐng)域。

不過，此次研究是首次將兩種技術(shù)結(jié)合，用于制造全息顯示的基礎(chǔ)組件。

研究人員發(fā)現(xiàn)，若對每個“超原子”的形狀進行精細設(shè)計，使其能夠控制穿過自身的光束特性，它便能成為全息超表面的一個“像素”。當光線穿過全息超表面時，其特性會在每個“像素”位置發(fā)生細微改變。

借助這些特性變化，結(jié)合光的干涉原理（即光波相互作用時會形成復雜圖案），就能在超表面的另一側(cè)呈現(xiàn)出預先設(shè)計好的圖像。

該校物理與天文學學院的伊弗?塞繆爾教授表示：“我們很高興能為 OLED 技術(shù)開辟這一新方向。將 OLED 與超表面結(jié)合，也為全息圖生成及光調(diào)控提供了全新思路?！?/p>

物理與天文學學院納米光子學教授安德里亞?迪法爾科指出：“全息超表面是調(diào)控光特性的最通用材料平臺之一。通過這項研究，我們掃除了阻礙超材料進入日常應用的關(guān)鍵技術(shù)障礙。這一突破將推動全息顯示架構(gòu)升級，為虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等新興領(lǐng)域的應用帶來質(zhì)的飛躍。”

同樣來自該學院的格雷厄姆?特恩布爾教授補充道：“傳統(tǒng) OLED 顯示屏通常需要數(shù)千個像素才能呈現(xiàn)簡單圖像，而這種新方法僅用一個 OLED 像素就能投射出完整圖像?！?/p>

在此之前，研究人員僅能利用 OLED 制作極為簡單的圖形，這限制了其在部分場景中的應用。而此次突破為研發(fā)小型化、高集成度的超表面顯示器提供了可行路徑。