La preuve de concept dépend de ce qu'on appelle une métasurface, un matériau en couche mince de quelques nanomètres d'épaisseur dont la microstructure est artificiellement conçue de manière à fournir des caractéristiques, comme une manipulation intelligente de la lumière, qui ne se trouvent pas dans les matériaux naturels. Les métasurfaces impliquent de très petits motifs répétitifs à des échelles inférieures à la longueur d'onde de la lumière. C'est leur forme et leur disposition particulière, plutôt que, comme pour les matériaux conventionnels, leur composition chimique, qui permet aux métasurfaces de modifier le chemin de la lumière.

Les chercheurs ont « imprimé » un réseau de 48 cadres rectangulaires d'une métasurface composée principalement d'or et qui diffracte la lumière laser qui lui est émise de manière à produire une véritable image holographique en trois dimensions apparaissant dans les airs (tout comme la princesse Leia) , visible sous la plupart des angles de la pièce.

Chacune des images de la métasurface est légèrement différente, comme avec une bobine de film celluloïd, utilisant 48 images de la Terre en rotation. Le film holographique a été lu en reconstruisant séquentiellement chaque image à une fréquence de 30 images par seconde, la fréquence d'images utilisée dans la plupart des programmes télévisés en direct.

"Nous utilisons un laser hélium-néon comme source lumineuse, qui produit une image holographique rougeâtre, " dit Kentaro Iwami, l'un des ingénieurs qui ont développé le système, "Le but est donc de développer cela pour produire à terme des couleurs complètes. Et nous voulons qu'il soit visible sous n'importe quel angle :une projection 3D 'hémisphère entier'."

Il a également fallu six heures et demie à une imprimante lithographique à faisceau d'électrons pour dessiner les 48 images, un film extrêmement court exécuté en boucle. Un film holographique de six minutes prendrait un peu plus de 800 heures à dessiner, estiment les chercheurs.