Доктор Сяодун Ян, доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники в Миссури, и доктор Цзе Гао, доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники в Миссури, описывают свои ультратонкие полноцветные голограммы в «ACS Nano». И они иллюстрируют свой подход, воспроизводя несколько полноцветных голографических изображений с тонкими алюминиевыми пленками нанометрового размера. Нанометр равен одной миллиардной метра, а некоторые наноматериалы имеют размер всего несколько атомов.Метод, описанный в статье ACS Nano «Полноцветные плазмонные метаповерхностные голограммы», предполагает использование ультратонких металлических пленок нанометрового размера с метаповерхностями, которые могут управлять волновым фронтом света.
Метаповерхностная голограмма исследователей представляет собой алюминиевую пленку толщиной 35 нанометров с крошечными прямоугольными отверстиями размером 160 на 80 нанометров с разными углами ориентации, созданными с помощью процесса микротехнологии, известного как фрезерование сфокусированным ионным пучком.Экспериментируя с взаимодействием красного, зеленого и синего лазерного света на метаповерхностных структурах, исследователи продемонстрировали «чистые и яркие полноцветные голографические изображения с высоким разрешением и низким уровнем шума».
Были произведены три основных цвета — красный, зеленый и синий, а также вторичные цвета: голубой, пурпурный, желтый и белый. Чтобы проиллюстрировать свои восстановленные голографические изображения, они сделали буквы CMYW, яблоко и кубик Рубика. Они считают, что метаповерхностная голограмма имеет многообещающие перспективы для будущих приложений, таких как маркировка безопасности кредитных карт, биомедицинская визуализация, трехмерные плавающие дисплеи и хранилище больших данных.«Регулируя угол ориентации щелей в наномасштабе, мы можем полностью настроить фазовую задержку через щель для реализации фазовой модуляции во всем видимом цветовом диапазоне», — говорит Янг. «Кроме того, амплитудная модуляция достигается простым включением или отсутствием прорези.
Наши голограммы содержат как амплитудную, так и фазовую модуляцию в нанометровом масштабе, так что можно восстанавливать голографические изображения с высоким разрешением и низким уровнем шума». Исследователи создали голограмму метаповерхности, просверлив крошечные прямоугольные щели с разными углами ориентации в тонком слое алюминия.
Под сканирующим электронным микроскопом голограмма выглядит как узор острия иглы."В отличие от существующих в настоящее время метаповерхностных голограмм, которые в основном предназначены для ограниченного количества цветов, наш метод мультиплексирования по длинам волн — путем кодирования дополнительных фазовых сдвигов в голограммах и введения лазерного света с наклонным углом падения — приводит к успешной реконструкции почти всех видимые цвета », — говорит Гао, соавтор статьи.