Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Волновое устройство, которое станет основой голографического макродисплея
Голографический экран, который конструирует Смолли и его команда

Голографический видеоэкран на основе кристаллов ниобата лития

Ключевые слова:  LiNbO3, Голографический видеоэкран, Диоксид теллура, Кристаллы ниобата лития

Опубликовал(а):  Доронин Федор Александрович

09 февраля 2015

Голограммы представляют собой особый вид двухмерного изображения, которые при включении создают у зрителя иллюзию трёхмерного объекта. Пиксели, составляющие каждую голограмму, особым образом рассеивают свет, который падает на них. В результате световые волны начинают взаимодействовать друг с другом и формируют объёмное изображение.

Однако обычные фотоголограммы не так интересны, как движущиеся видеоголограммы. Чтобы получить иллюзию присутствия и перемещения трёхмерного объекта, нужно использовать дисплей с пикселями, которые не просто изгибают лучи света, но и меняются с течением времени. Также размер этих пикселей должен быть близок к длине волн света, который они перенаправляют в пространстве. Проблема в том, что в настоящее время не существует простого и бюджетного способа создания таких пикселей.

Всё может измениться, когда команда инженеров из Массачусетского технологического института и Университета Бригама Янга доведёт своё исследование до логического завершения и создаст коммерческий продукт на основе своей новой технологии. Инженеры использовали дешёвые кристаллы для создания крупных голографических дисплеев, способных демонстрировать объёмные изображения в высоком разрешении.

Статья, опубликованная в издании Review of Scientific Instruments, подробно описывает процесс управления углом искривления и цветовой композицией света с помощью поверхностных акустических волн в динамической, то есть движущейся, структуре. Звучит, сложно и запутано, но на самом деле всё не так страшно.

Основной процесс, лежащий в основе технологии, протекает на поверхности дешёвых кристаллов ниобата лития (LiNbO3), которые обладают уникальными оптическими свойствами. Ранее разработчики похожих подходов опирались на дорогостоящие кристаллы диоксида теллура, стоимость одного кристалла при этом доходила до $25 тысяч. Кристаллический ниобат лития обходится всего в $2 за штуку.

Под поверхностью кристалла LiNbO3 американские химики вытравили микроскопические каналы — "волноводы". Они используются как туннели для света. У каждого волновода учёные поместили по металлическому электроду, который генерировал поверхностные акустические волны (звуковые волны, расходящиеся по поверхности кристалла, словно круги на воде).

Кристаллы ниобата лития обладают пьезоэлектрическими свойствами, а это значит, что если им (при помощи электрода) сообщить электрический заряд, то атомы в решётке кристалла начнут колебаться.

Акустические волны с определённой периодичностью изменяют строение кристалла. Из-за этого изменяется показатель преломления материала, что, в свою очередь, влияет на любую световую волну, распространяющуюся внутри подповерхностного волновода.

Для создания голографического изображения учёные направили лазерные лучи трёх цветов (красный, зеленый и синий) внутрь каждого волновода. Частоты акустических волн, проходящих через кристалл, определяли, какие цвета пропускаются поверхностью кристалла, а какие отфильтровываются.
Световые волны, которые выходят из волноводов, затем взаимодействуют друг с другом и формируют иллюзию трёхмерного объекта — голографическое изображение. В результате разработчикам удалось получить реалистичную меняющуюся во времени объёмную картинку.

В голографическом видеоэкране множество волноводов будут расположены рядом друг с другом. Ширина каждого из них составляет всего несколько микрометров, а расстояние между двумя волноводами составит несколько десятков микрометров. Для сравнения, средняя толщина человеческого волоса составляет около 100 микрометров.

"Для изготовления нашего устройства мы можем использовать уже привычные технологии, заимствованные из полупроводниковой промышленности. Так мы сможем существенно снизить себестоимость конечного продукта. Данная методика позволяет сократить стоимость производства с нескольких десятков тысяч долларов до нескольких сотен", — поясняет ведущий автор исследования Дэниел Смолли (Daniel Smalley) из Университета Бригама Янга, который также сотрудничает с MIT.

Исследователи предполагают, что они смогут сконструировать устройство, которое будет отображать 50 миллиардов пикселей в секунду. Этого достаточно для создания трёхмерных движущихся изображений в разрешении, сравнимом со стандартной чёткостью телевидения.

В данный момент Смолли и его коллеги работают над собственным проектом по созданию крупного голографического видеодисплея. Впереди у них ещё создание достаточно мощного компьютера, который сможет собирать и обрабатывать информацию об изображениях. По словам учёных, сам дисплей будет размером с комнату.


Источник: Вести



Комментарии
Приведите, пожалуйста, подробную ссылку на статью. По DOI найти не получается.
http://scitation.aip.org/content/aip/jour nal/rsi/86/2/10.1063/1.4906329

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Проекты эмблемы Интернет-олимпиады
Проекты эмблемы Интернет-олимпиады

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.