Avancées récentes en méta-holographie opto-dynamique


Avancées récentes en métaholographie opto-dynamique

Métaholographie multiplexée par canal spatial. (a) Schéma d’un film de métasurface holographique d’inspiration cinématographique. Les images en accéléré ont été reconstruites à l’aide d’images d’hologrammes de métasurface disposées de manière séquentielle. (b) Schéma d’une métasurface multiplex de canaux spatiaux. Un faisceau laser structuré ouvre un canal spatial spécifique dans la séquence conçue et des images continues de vidéo holographique sont affichées. Crédit photo : OEA

Dans une nouvelle version de Avancées optoélectroniques Le groupe de recherche du professeur Xiong Wei de l’Université des sciences et technologies de Huazhong, à Wuhan, en Chine, discute des dernières avancées en matière de métaholographie opto-dynamique.

Dans les films de science-fiction (par exemple Star Wars), les scènes de rendu en trois dimensions (3D) sont si fantastiques à l’œil nu qu’elles ont beaucoup attiré l’attention sur le développement de technologies associées. La holographique fournirait une plate-forme merveilleuse pour la visualisation à l’œil nu, améliorant considérablement l’immersion visuelle et la réalité, transformant les méthodes d’interaction homme-ordinateur et de communication homme-homme, et révolutionnant notre vie quotidienne. L’holographie optique conventionnelle nécessite un processus d’enregistrement compliqué pour enregistrer le motif d’interférence des rayons lumineux des objets cibles et un chemin de référence, et ne peut donc pas faire une reconstruction holographique d’un objet virtuel. L’holographie générée par ordinateur surmonte cette limitation et peut également fournir un affichage holographique dynamique en utilisant des modulateurs de champ lumineux numériques, tels que par ex. B. modulateurs spatiaux de (SLM) et dispositifs numériques à micromiroirs (DMD). Cependant, il existe de nombreux inconvénients résultant des grandes tailles de pixels et du principe de modulation limité, tels que le petit champ de vision (FOV), l’imagerie double, la bande passante étroite et les ordres de diffraction multiples.

Ces dernières années, des métasurfaces ont émergé pour répondre aux exigences des hologrammes pour des capacités de modulation de champ lumineux complexes. Les métasurfaces ont des capacités de modulation de la lumière plus puissantes qui permettent beaucoup plus de degrés de liberté dans la conception d’hologrammes que les dispositifs CGH traditionnels. De plus, la métaholographie présente plusieurs avantages tels qu’une résolution spatiale plus élevée, un bruit plus faible, une bande passante de fréquence de travail plus large et l’élimination des ordres de diffraction indésirables.

La méta-holographie peut être classée dans les deux catégories de méta-holographie statique et de méta-holographie dynamique en fonction du nombre d’images optiques reconstruites à partir d’un seul élément de méta-surface. La métaholographie dynamique est plus appropriée que la métaholographie statique pour les applications d’affichage optique et de traitement de l’information. Par exemple, pour réaliser des scènes d’affichage 3D fantastiques à l’œil nu, comme le montrent les films de science-fiction, ou pour réaliser un camouflage optique lors d’une reconnaissance militaire, l’affichage dynamique est une compétence fondamentale et indispensable.

Les groupes de recherche du professeur Wei Xiong de l’Université des sciences et technologies de Huazhong et du professeur Minghui Hong de l’Université nationale de Singapour se sont concentrés sur le sujet de la métaholographie dynamique pour fournir un aperçu complet de l’introduction de nouveaux développements. Sur la base des méthodes de mise en œuvre, la métaholographie dynamique peut principalement être divisée en deux catégories : les méta-surfaces accordables et les méta-surfaces multiplexées. Ils ont examiné ces stratégies et présenté des articles de recherche typiques à leur sujet.

La première méthode est la méta-surface accordable. La plupart des méta-surfaces sont statiques et ne peuvent pas être réglées après fabrication. Cependant, étant donné qu’il existe un désir d’applications de métaholographie dynamique nécessitant un contrôle actif, de nombreux efforts ont été déployés pour tirer parti des matériaux actifs et des méthodes de réglage telles que les effets thermo-optiques, les effets de porteur libre, les transitions de phase, les structures étirables, les réactions chimiques, etc.

La métasurface multiplexée est une autre méthode pour réaliser une métaholographie dynamique. De nombreuses propriétés fondamentales de la lumière agissent comme des dimensions indépendantes, telles que la direction de propagation, la longueur d’onde (fréquence), la polarisation et l’OAM, ce qui permet les technologies de multiplexage. Les technologies de multiplexage sont largement utilisées dans les domaines de recherche en affichage métaholographique dynamique.

Les auteurs ont également partagé leurs opinions sur le développement de la méta-holographie. Avec le développement rapide des technologies de nanofabrication et des méthodes de conception créatives, nous pensons que la métaholographie dynamique idéale apparaîtra dans un proche avenir.


Les métasurfaces contrôlent la lumière polarisée à volonté


Plus d’information:
Hui Gao et al., Avancées de la métaholographie opto-dynamique, Avancées optoélectroniques (2021). DOI : 10.29026 / oea.2021.210030

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Citation: Recent Advances in Opto-Dynamic Metaholography (2021, 30 novembre), consulté le 1er décembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-11-advances-optical-dynamic-meta-holography.html

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