Les chercheurs ont développé des « métahologrammes », un nouveau type d’hologramme capable de projeter plusieurs images haute fidélité sans diaphonie, révolutionnant potentiellement les écrans AR/VR et d’autres technologies. Ces métahologrammes, qui offrent une résolution plus élevée et des angles de vision plus larges, utilisent une stratégie innovante de conception de traduction dans l'espace K et un codage de phase géométrique pour éliminer la diaphonie inter-canaux et augmenter la capacité d'information. En fonction de l'angle azimutal et de l'état de polarisation de la lumière incidente guidée, le métahologramme peut projeter sélectivement six images monochromes indépendantes ou deux images couleur. Crédits : Zeyang Liu, Hao Gao, Taigao Ma, Vishva Ray, Niu Liu, Xinliang Zhang, L. Jay Guo et Cheng Zhang
De nouveaux « métahologrammes » pourraient transformer les technologies AR/VR en permettant une projection d’images haute fidélité sans diaphonie avec une capacité d’information considérablement accrue.
Les chercheurs ont développé un nouveau type d’hologrammes, appelés « métahologrammes », capables de projeter plusieurs images haute fidélité sans diaphonie. Cette innovation ouvre les portes à des applications avancées dans les domaines des écrans de réalité virtuelle et augmentée (AR/VR), du stockage de données et du cryptage d'images.
Les métahologrammes offrent plusieurs avantages par rapport aux hologrammes traditionnels, notamment une bande passante opérationnelle plus large, une résolution d'imagerie plus élevée, un angle de vision plus large et une taille plus compacte. Cependant, un défi majeur pour les métahologrammes réside dans leur capacité d’information limitée, qui ne leur permet que de projeter quelques images indépendantes. Les procédés existants peuvent généralement fournir un petit nombre de canaux d'affichage et souffrent souvent de diaphonie entre canaux lors des projections d'images.
Approche de recherche innovante
Pour surmonter cette limitation, la nouvelle recherche introduit une approche innovante basée sur la stratégie de conception de traduction de l'espace K, permettant à plusieurs images cibles de basculer de manière transparente entre les états « affiché » et « caché ».
(a) Diagramme schématique du système expérimental pour l’imagerie monochrome. (b) Résultats expérimentaux du métahologramme à six canaux basé sur un guide d'ondes. Six images holographiques sans diaphonie (lettres majuscules « A » à « F ») sont projetées sélectivement lorsque le métahologramme est éclairé par une lumière incidente guidée avec différents angles azimutaux (0°, 60° et 120°) et états de rotation (à droite). polarisation circulaire et polarisation circulaire gauche). Crédits : Zeyang Liu, Hao Gao, Taigao Ma, Vishva Ray, Niu Liu, Xinliang Zhang, L. Jay Guo et Cheng Zhang
Le métahologramme proposé utilise la méthode de codage de phase géométrique et se compose de millions de nanopiliers en polysilicium à l'échelle inférieure à la longueur d'onde, mesurant chacun environ 100 nm, tous de taille identique mais avec des angles de rotation variant dans l'espace.
Le dispositif intègre en outre un guide d'ondes plan en verre pour transmettre la lumière incidente et exploite des propriétés telles que la polarisation et l'angle pour commuter la projection de jusqu'à six images haute fidélité uniques sans diaphonie.
Applications potentielles et implications futures
De plus, les chercheurs ont créé un métahologramme couleur à deux canaux et même un métahologramme à dix-huit canaux en utilisant une combinaison de différentes techniques de multiplexage.
(a) Diagramme schématique du système expérimental pour l’imagerie en couleur. (b) Résultats expérimentaux du métahologramme couleur basé sur un guide d'ondes. Deux images holographiques en couleur sans diaphonie (« lilas » et « rose ») sont projetées sélectivement lorsque le métahologramme est éclairé simultanément par des lumières incidentes guidées rouges, vertes et bleues ayant toutes une polarisation circulaire droite ou une polarisation circulaire gauche. Crédits : Zeyang Liu, Hao Gao, Taigao Ma, Vishva Ray, Niu Liu, Xinliang Zhang, L. Jay Guo et Cheng Zhang
Cette innovation a le potentiel d’améliorer considérablement les affichages AR/VR en permettant la projection de scènes plus complexes et plus réalistes. Cela est également prometteur pour les applications de cryptage d’images, où les informations sont codées dans plusieurs canaux holographiques pour une sécurité renforcée.
La recherche constitue une avancée significative dans le développement de métahologrammes hautes performances dotés d’une capacité d’information considérablement accrue. Cette étude ouvre la voie à de nouvelles possibilités passionnantes dans divers domaines, depuis les affichages avancés jusqu'au cryptage et au stockage des informations.
