Создать 3D-дисплей станет просто. Метаповерхностность может

Инженеры из Калифорнийского технологического института создали оптический метаматериал, поверхность которого покрыта крошечными кремниевыми столбиками, действующими как своего рода волноводы для света. Форма, геометрические размеры и ориентация в пространстве этих столбиков позволяют управлять фазами проходящего через них световых волн, что дает возможность контролировать поляризацию, фокусировать свет особым образом и производить с ним другие сложные действия. Все это позволяет использовать данный метаматериал для создания жидкокристаллических дисплеев, камер и трехмерных очков нового поколения.

Рассказывает Амир Арбэби (Amir Arbabi), ученый из лаборатории Квантовой оптики Калифорнийского технологического института:

Метаповерхности - это объекты со структурированной поверхностью, настолько тонкие, что их условно можно считать двухмерно-плоскими. Их структура определяет весьма необычные и уникальные оптические свойства этих материалов, на базе которых мы пытаемся создать платформу нового типа для разных оптических устройств

Для корректной работы кремниевые столбики должны быть несколько короче длины волны проходящего через них света. На созданной учеными метаповерхности высота столбиков составляет 715 нанометров, а длина волны инфракрасного света, на который они воздействуют, - 915 нанометров. Рассказывает Амир Арбэби:

Мы достаточно просто можем сделать элементы структуры метаповерхности короче и заставить ее работать в диапазоне видимого света

Столбики имеют диаметры от 65 до 455 нанометров, а их форма немного искажена в сторону эллипса. Эллиптическая составляющая формы всех столбиков ориентирована не в одну сторону. Вместе с различной толщиной столбиков, этот фактор является определяющим для способа поляризации и фокусировки проходящего через него света.

Многие из эффектов, которые обеспечивает метаповерхность, могут быть получены при помощи традиционных оптических элементов и устройств, правда, это потребует выстраивания в линию некоторого числа базовых оптических компонентов, таких, как линзы, призмы и расщепители лучей. Использование метаповерхности позволяет делать все тоже самое с меньшим количеством элементов, обеспечивая, при этом, более высокое качество. Это открывает дорогу к созданию более компактных и высококачественных объективов для камер мобильных телефонов, системы управления лучами промышленных лазеров, коммуникационных лазерных систем, трехмерных дисплеев, изображение на которых видимо под разными углами, и многого другого.

Мы дали людям одну из универсальных структур. И любой специалист, взяв ее за основу, может спроектировать любой оптический компонент, обладающий необходимым набором оптических свойств