Исследователи из университета Пурду (Purdue University), работающие под руководством Александра Кильдишева (Alexander Kildishev), профессора электротехники и вычислительной техники, создали крошечные высококачественные голографические изображения, используя метаповерхности. Эти метаповерхности являются поверхностью сложных метаматериалов, предоставляющих возможности к высокоточному и высокоэффективному управлению потоком света, которые можно будет использовать при создания высокочувствительных датчиков, голографических дисплеев с высокой разрешающей способностью и для реализации технологий оптической обработки информации.

Созданная учеными метаповерхность состоит из сотен тысяч крошечных V-образных антенн, сформированных на поверхности тончайшей золотой фольги. Достигнутый уровень миниатюризации позволит создать плоские фотонные устройства, оптические переключатели и другие устроства настолько малогабаритными, что их без особых затруднений станет возможно интегрировать в электронные чипы, обрабатывающие и передающие огромные потоки информации.

Свет лазера, расположенного ниже массива микроантенн, просвечивает через тонкую золотую фольгу, претерпевая при этом ряд изменений. Эти изменения позволяют создать интерференционную картину, голографическое изображение, которое находится на высоте 10 микрон над метаповерхностью. Для демонстрации возможности технологии, исследователи создали голографическое изображение слова PURDUE, размер которого составил порядка 100 микрон, что сопоставимо с толщиной человеческого волоса.

Проводя демонстрацию, исследователи показали, что, управляя интенсивностью и фазой лазерного света, падающего на массив микроантенн, можно создавать различные голографические изображения. Каждая из антенн имеют свою «фазовую задержку» и другие характеристики, которые влияют на проходящий сквозь эту антенну свет, изменяя его поляризацию, интенсивность, и в некоторых случаях даже его частоту, цвет.

«Если с помощью массивов микроантенн нам удалось сформировать микроскопические символы голографического изображения, то с помощью такого же подхода мы сможем сформировать различные типы лучей света, которые станут составными частями пикселов будущих голографических трехмерных дисплеев. Еще одной областью применения метаповерхностей может стать реализация технологий передачи и оптической обработки информации, встраиваемых прямо в структуру электронных чипов следующих поколений» – рассказывает Кильдишев, – «В настоящее время нам удалось создать голографические изображения, состоящие из объектов, размером всего в 1 микрон, и это наилучшее на сегодняшний день значение пространственной разрешающей способности любой голографической технологии».