Голографические дисплеи, способные отображать динамические изображения, изменяющиеся в режиме реального времени, долго были и являются пока еще лишь одним из предметов научной фантастики. Но, благодаря работе различных групп ученых и инженеров, появление таких дисплеев в реальности становится все ближе и ближе буквально с каждым днем. И одной из таких групп является группа из Кембриджского университета, разработавшая пиксель нового типа, оптический элемент, обеспечивающий намного больший уровень контроля над потоком света, нежели другие подобные элементы, созданные ранее другими группами исследователей.
В отличие от технологий создания обычных плоских изображений, голограммы создаются при помощи лучей отраженного света с определенными параметрами, фокусирующихся в определенных точках пространства, что позволяет воссоздать изображение, находящееся на некотором удалении от проецирующей поверхности. Глядя на голографическое изображение, зритель получает точно такие же впечатления, как и при рассматривании обычного предмета, находящегося непосредственно перед ним.
В настоящее время развитие технологий создания голографических изображений ограничивается технологиями, позволяющими контролировать сразу несколько различных свойств потока света на уровне отдельных пикселей. При создании статической голограммы в одном пикселе кодируется достаточно значительное количество оптической информации, а создание динамичного голографического изображения требует того, чтобы еще большее количество информации было смодулировано устройством отображения.
Обычно такой высокий уровень функциональности и контроля над светом на относительно большой площади голографического дисплея обеспечивается путем создания упорядоченных массивов наноструктур (оптических наноантенн). Однако, кембриджские исследователи пошли совершенно иным путем, они использовали в своих целях явления и эффекты так называемой плазмоники, которая описывает все происходящее при взаимодействии света с металлическими поверхностями на наноразмерном уровне и позволяет исследователям выйти за пределы обычных оптических технологий.
В большинстве случаев устройства, использующие плазмонные оптические антенны, являются пассивными. Это, в свою очередь означает, что оптические свойства таких устройств не могут быть изменены после изготовления этих устройств. Однако, это ограничение было преодолено путем интеграции плазмонной технологии с обычными жидкими кристаллами, сформированными в виде традиционных пикселей, которые используются в обычных дисплеях. Управляя жидкими кристаллами, исследователи получили возможность управлять степенью возбуждения поверхностных плазмонов, их формой и размерами и, следовательно, потоками света, которые формируют голографическое изображение.
«Плазмонные оптические наноантенны обеспечивают весьма сильное взаимодействие со светом, зависящее от их геометрии» — рассказывает Юнуен Монтелонго (Yunuen Montelongo), студент-выпускник из Кембриджского университета, — «А при помощи традиционных жидких кристаллов мы получили возможность управлять наноантеннами и регулировать уровень из взаимодействия со светом».
Созданная кембриджскими исследователями технология позволяет достаточно простым способом эффективно управлять амплитудой, длиной волны и фазой поляризации потока света. Далее исследователи собираются разработать структуру и попытаться изготовить опытные образцы матриц плазмонных оптических наноантенн, которые могут стать прототипами высококачественных голографических дисплеев будущего поколения.
