De nouvelles recherches de l'Université de St Andrews ouvrent la voie à la technologie holographique, avec le potentiel de transformer les appareils intelligents, la communication, les jeux et le divertissement.
Dans une étude publiée dans Lumière: Science et applicationsdes chercheurs de l'École de physique et d'astronomie ont créé un nouveau dispositif optoélectronique à partir de l'utilisation combinée des métasurfaces holographiques (HMS) et des diodes électroluminescentes organiques (OLED).
Jusqu'à présent, les hologrammes ont été créés à l'aide de lasers. Cependant, les chercheurs ont constaté que l'utilisation d'OLED et de HMS donne une approche plus simple et plus compacte qui est potentiellement moins chère et plus facile à appliquer, surmontant les principales barrières à la technologie de l'hologramme utilisée plus largement.
Les diodes électroluminescentes organiques sont des dispositifs à couches minces largement utilisés pour fabriquer les pixels colorés dans les écrans de téléphone mobile et certains téléviseurs. En tant que source d'éclairage plate et en surface, les OLED sont également utilisés dans des applications émergentes telles que les communications sans fil optiques, la biophotonique et la détection, où la capacité de s'intégrer à d'autres technologies en fait de bons candidats pour réaliser des plates-formes à base de lumière miniaturisées.
Une métasurface holographique est une gamme mince et plate de minuscules structures appelées méta-atomes – la taille d'environ un millier de la largeur d'une mèche de cheveux. Ils sont conçus pour manipuler les propriétés de Light. Ils peuvent fabriquer des hologrammes et leurs utilisations couvrent divers champs, tels que le stockage de données, l'anti-contrefaçon, les affichages optiques, les lentilles d'ouverture numérique élevées – par exemple, la microscopie optique et la détection.
Cependant, c'est la première fois que les deux sont utilisés ensemble pour produire le bloc de construction de base d'un affichage holographique.
Les chercheurs ont découvert que lorsque chaque méta-atom est soigneusement façonné pour contrôler les propriétés du faisceau de lumière qui le traverse, il se comporte comme un pixel de la HM. Lorsque la lumière passe par le HM, à chaque pixel, les propriétés de la lumière sont légèrement modifiées.
Grâce à ces modifications, il est possible de créer une image pré-conçue de l'autre côté, exploitant le principe des interférences lumineuses, par laquelle les ondes légères créent des motifs complexes lorsqu'ils interagissent les uns avec les autres.
Le professeur Ifor Samuel, de l'École de physique et d'astronomie, a déclaré: « Nous sommes ravis de démontrer cette nouvelle direction pour les OLED. En combinant OLED avec des métasurfaces, nous ouvrons également une nouvelle façon de générer des hologrammes et de façonner la lumière. »
Andrea di Falco, professeur de nano-Photonie à l'École de physique et d'astronomie, a déclaré: « Les métasurfaces holographiques sont l'une des plateformes matérielles les plus polyvalentes pour contrôler la lumière. Avec ce travail, nous avons supprimé l'une des barrières technologiques qui empêchent l'adoption de métamatériaux dans des applications quotidiennes.
« Cette percée permettra un changement de pas dans l'architecture des affichages holographiques pour les applications émergentes, par exemple, dans la réalité virtuelle et augmentée. »
Le professeur Graham Turnbull, de l'École de physique et d'astronomie, a déclaré: « Les affichages OLED ont normalement besoin de milliers de pixels pour créer une image simple. Cette nouvelle approche permet à une image complète d'être projetée à partir d'un seul pixel OLED. »
Jusqu'à présent, les chercheurs ne pouvaient faire que des formes très simples avec OLED, ce qui a limité leur convivialité dans certaines applications. Cependant, cette percée fournit un chemin vers un affichage de métasurface miniaturisé et hautement intégré.
