Image holographique couleur réalisée en faisant briller la lumière laser sur une métasurface. Crédit :Wang et al. ©2016 Société chimique américaine
(Phys.org)—En organisant soigneusement de nombreux nanoblocs pour former des pixels sur une métasurface, les chercheurs ont démontré qu'ils peuvent manipuler la lumière visible entrante de la bonne manière pour créer un « méta-hologramme » en couleur. La nouvelle méthode de création d'hologrammes a une efficacité de reconstruction d'un ordre de grandeur supérieure à celle des méta-hologrammes de couleur similaires, et a des applications pour divers types d'écrans holographiques couleur 3D et de lentilles planes achromatiques.
Les chercheurs, Bo Wang et al ., de l'Université de Pékin et du Centre national des nanosciences et de la technologie, à la fois en Chine, ont publié un article sur le nouveau type d'hologramme dans un récent numéro de Lettres nano .
Les pixels de la nouvelle métasurface sont constitués de trois types de nanoblocs de silicium dont les dimensions précises correspondent aux longueurs d'onde de trois couleurs différentes :rouge, vert, et bleu. Pour améliorer l'efficacité de la lumière bleue, deux nanoblocs identiques correspondant à la lumière bleue sont disposés dans chaque pixel, ainsi qu'un nanobloc pour la lumière rouge et un pour la lumière verte.
Les chercheurs expliquent que chaque pixel peut être considéré comme une "méta-molécule" car c'est la répétition de base, unité de sous-longueur d'onde de la plus grande métasurface qui constitue l'hologramme entier. Les métamolécules permettent à la métasurface de contrôler la lumière d'une manière qui n'est pas possible sans une conception nanométrique moderne.
Quand rouge, vert, et les lasers bleus illuminent l'hologramme, chaque nanobloc manipule la phase de sa couleur correspondante. Les chercheurs expliquent qu'une réalisation clé de l'étude a été de minimiser les interactions entre les nanoblocs afin que les nanoblocs fonctionnent presque indépendamment les uns des autres. Puis en orientant les nanoblocs de différentes manières, les chercheurs pourraient changer la manipulation de phase de la lumière, résultant en différentes images holographiques.
(En haut à gauche) Un pixel, qui est composé de quatre nanoblocs. (En haut à droite) Installation expérimentale pour générer un hologramme couleur. (En bas) Résultats expérimentaux d'hologrammes de couleur achromatique, fait de rouge, vert, ou la lumière bleue ou en combinant ces couleurs. Crédit :Wang et al. ©2016 Société chimique américaine
"Notre travail fournit une approche pour réaliser la manipulation presque indépendante de la phase pour différentes longueurs d'onde visibles en résolution sous-longueur d'onde et en mode de transmission en raison de l'absence d'interactions entre les nanoblocs au sein d'une méta-molécule, qui permet des fonctionnalités particulières, " co-auteur Yan Li, à l'Université de Pékin, Raconté Phys.org .
Les chercheurs ont démontré que l'approche nanobloc peut être utilisée pour créer deux types d'hologrammes différents. Dans un hologramme achromatique, toute l'image reconstruite est en une seule couleur. En équilibrant l'entrée relative des trois couleurs, un large spectre de couleurs peut être obtenu. Dans le deuxième type d'hologramme, appelé hologramme hautement dispersif, différentes parties de l'image reconstruite ont des couleurs différentes, par exemple, une fleur rouge, tige verte, et conteneur bleu.
Le nouvel hologramme couleur a une variété d'applications potentielles où la manipulation spectrale du front d'onde est requise, tels que les hologrammes couleur 3D, lentilles achromatiques, et dispositifs optiques planaires anti-contrefaçon. Les chercheurs prévoient de poursuivre ces applications dans des travaux futurs.
« Sur la base de cette idée et de cette approche, de nouveaux dispositifs optiques planaires réels peuvent être fabriqués pour réaliser de nombreuses fonctions nouvelles ou supplémentaires à l'avenir, ", a déclaré Weiguo Chu du Centre national des nanosciences et de la technologie.
© 2016 Phys.org
