Для того чтобы создать динамичный (двигающийся, изменяющийся) источник света, можно использовать два основных пути. Во-первых, можно смонтировать излучатель в подвижном корпусе и поворачивать его в необходимом направлении, как это делают, например, театральные осветители. Другой способ заключается в использовании оптической фазированной решётки — массива излучателей света, у которых можно варьировать фазу, то есть направление излучаемых ими световых волн. Сдвинутые по фазе волны начинают интерферировать, усиливая друг друга в одном направлении и ослабляя в другом. В результате такой сложный источник, не двигаясь, может проецировать луч в любую сторону.
Описанный выше принцип уже около 100 лет применяется в радиолокационных датчиках. Но, как правило, такие антенны очень большие и могут иметь диаметр в несколько десятков метров. Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) разработали миниатюрное устройство, в котором 4096 антенн-излучателей умещается на одном кремниевом чипе. В будущем оно может лечь в основу дешёвых и эффективных лазерных дальномеров, медицинских камер, которые смогут передавать изображение из тончайших сосудов, а также голографических телевизоров.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Команда под руководством профессора Майкла Уоттса (Michael Watts) создала два устройства, которые используют лазерное излучение, чтобы передавать его через крошечные антенны. Такое излучение является когерентным. Это означает, что пики и впадины всех волн, составляющих луч, идеально выравнены между собой. Антенны на чипе нарушают эту слаженность и сдвигают фазу.
Для демонстрации возможностей своего прибора учёные при помощи сетки размером 64 на 64 ячейки составили световое изображение нескольких логотипов MIT, которые как бы парят над поверхностью чипа. При этом все антенны продолжают излучать свет, который из-за интерференции волн усиливается в одних точках и исчезает в других.
Если в первом чипе была использована фиксированная настройка антенн для создания конкретного изображения, то во второй решётке размером восемь на восемь ячеек сдвиг по фазе для каждой антенны можно было перенастраивать.
Исследователи говорят, что могли бы сделать то же самое и с первым чипом, но в таком случае понадобилось бы подвести к нему более четырёх тысяч проводков.
Стоит отметить, что подобные устройства создавались и раньше, но самое сложное из них содержало всего шестнадцать антенн и не имело функции перенастройки.
"Я думаю, мы можем сделать массивы излучателей значительно больше, — говорит Уоттс в пресс-релизе института. – Теперь возможность создания трёхмерного голографического дисплея выглядит очень правдоподобно".
Также по теме:
Голограмма на нанотрубках оказалась самой маленькой в мире
Технологии "Звездных войн" воплотили в жизнь
Рэпера Тупака "воскресили" в виде голограммы
Видео: Интерактивная голограмма − средство связи из будущего
