中國(guó)科學(xué)家創(chuàng)造出世上最薄全息圖 打破體積限制
要說(shuō)科幻電影里最酷的技術(shù)是什么,全息圖像肯定會(huì)名列前茅。不論是鋼鐵俠還是阿凡達(dá),這種全角度3D圖像技術(shù)的出場(chǎng)總是帶著濃濃的科幻風(fēng)。雖然現(xiàn)在已有全息圖像技術(shù)出現(xiàn),但是其體積和技術(shù)的限制還不能實(shí)現(xiàn)科幻作品中的隨時(shí)隨地投射。
不過(guò)現(xiàn)在,我們離便攜式全息圖像又近了一步。
近日,由顧敏院士領(lǐng)導(dǎo)的北京理工大學(xué)和皇家墨爾本理工大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造出了一款只有25納米薄的全息圖,為目前世界之最。由于該全息圖像是由光刻技術(shù)所生產(chǎn)出來(lái),因此比現(xiàn)有的電腦生成全息圖在大規(guī)模生產(chǎn)及使用方面有著極大的優(yōu)勢(shì)。在此之外,顧院士還表示:“現(xiàn)有的電腦生成全息圖像對(duì)于電子設(shè)備來(lái)說(shuō)太大了,但是我們的超薄全息圖可以打破體積的限制。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),全息圖像技術(shù)是使用一個(gè)2D平面對(duì)可視光進(jìn)行調(diào)制,使其看起來(lái)有3D的感覺(jué)。由于需要在光線中產(chǎn)生足夠的相位移,現(xiàn)有全息圖像技術(shù)的厚度需要處于可視光波波長(zhǎng)的范圍內(nèi)(400-700納米)。
但是,顧院士團(tuán)隊(duì)卻使用拓?fù)浣^緣體材料打破了這一限制,成功實(shí)現(xiàn)25納米的全息圖像技術(shù)。拓?fù)浣^緣體是一種具有奇特量子特性的材料。其表面折射率極低,但材料主體的內(nèi)部卻有著極高的折射率。因此,這層拓?fù)浣^緣體薄膜可以作為光諧振腔,大幅度提高全息圖像調(diào)制相位移的能力,減少對(duì)厚度的要求。
當(dāng)全息圖像融入日常生活中的電子設(shè)備之后,屏幕大小將失去意義。因?yàn)橐豢顝棾龅?D全息圖所含有的信息量將遠(yuǎn)超手機(jī)或手表屏幕所能提供的。不論是醫(yī)療,教育,數(shù)據(jù)存儲(chǔ),國(guó)防,還是網(wǎng)絡(luò)安全行業(yè),3D全息圖像都有引發(fā)一場(chǎng)產(chǎn)業(yè)革命的潛力,而此項(xiàng)發(fā)明意味著我們離那一天的到來(lái)又近了一步。
如今,該研究團(tuán)隊(duì)下一個(gè)目標(biāo)將為發(fā)明一款可以覆蓋在LCD屏幕上的堅(jiān)硬全息圖薄膜,把3D全息圖像融入手機(jī)和平板的移動(dòng)設(shè)備。若想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),研究人員需要在納米級(jí)別上繼續(xù)縮小每個(gè)像素的體積,至少要縮小10倍以上。之后,更為長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)將為創(chuàng)造出可變形的全息圖薄膜,打開(kāi)全息圖像的應(yīng)用市場(chǎng)。