全息顯示的重點(diǎn)是對光的操控

北京時(shí)間2月5日消息，據(jù)科學(xué)日報(bào)報(bào)道，能夠顯示三維圖像的全息視頻顯示很快將走進(jìn)生活并“可負(fù)擔(dān)得起”，這一切多虧了美國楊百翰大學(xué)（BYU）的研究小組與美國麻省理工學(xué)院科學(xué)家的科研合作。全息顯示的重點(diǎn)是對光的操控。其中包含了三種主要的方法：反射、折射和衍射。在這項(xiàng)研究里衍射是關(guān)鍵，它使得幾乎任何類型的線條可以彎曲和過濾光。

在發(fā)表在期刊《科學(xué)儀器評論》上的研究里，科研小組利用了表面聲波作為一種動(dòng)態(tài)性的線條樣式來控制光的角度和顏色組成。

那么它的工作原理是什么呢？“魔法”發(fā)生在一種名為鈮化鋰(lithium niobate，LiNbO3)的特殊晶體表面，這種晶體能夠極大的提升光學(xué)特性。LiNbO3表面下方形成了一個(gè)微型通道或者“波導(dǎo)管”來限制光的通過。一個(gè)金屬電極被放置在每個(gè)波導(dǎo)管上，這將產(chǎn)生表面聲波。

產(chǎn)生的顏色分頻使得一種新型彩色顯示變?yōu)榭赡堋＿@意味著“對于一個(gè)波長的展示，我們并不需要依賴濾色環(huán)或者紅藍(lán)像素，” 楊百翰大學(xué)電子工程助理教授丹尼爾E.斯莫利（Daniel E. Smalley）這樣說道，他于2013年首次在期刊《自然》上展示了這一領(lǐng)域的發(fā)展，當(dāng)時(shí)他還是麻省理工學(xué)院的一名研究生，他當(dāng)時(shí)的指導(dǎo)老師是邁克爾?博韋（V. Michael Bove）。

這一最新方法可以產(chǎn)生任何顏色組合，而不一定是色環(huán)，唯一需要做的就是改變發(fā)送給“白色波導(dǎo)像素”的信號(hào)頻率。換句話說，斯莫利解釋稱：“我們可以通過給驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率著色，來實(shí)現(xiàn)對展示輸出的著色。這種相互作用會(huì)旋轉(zhuǎn)信號(hào)光的極化，使得我們可以利用偏振鏡消除系統(tǒng)里的任何噪音。”

從應(yīng)用的角度看，研究小組的這項(xiàng)技術(shù)適應(yīng)并結(jié)合了遠(yuǎn)距通信和集成光學(xué)的技術(shù)，使得它比之前的方法成本更低。“我們可以利用這一技術(shù)制造更簡單成本更低廉的顏色波導(dǎo)顯示——包括不昂貴的全息視頻展示，” 斯莫利指出。“這可以將全息視頻展示的成本從幾萬美元降低到不到一千美元。”

全息圖有著巨大的前景。現(xiàn)在擁有了簡單又低廉的色彩展示技術(shù)，斯莫利和同事打算利用這一技術(shù)創(chuàng)造更大的全息視頻展示——規(guī)模相當(dāng)于室內(nèi)展示大小。