圣安德魯斯大學(xué)的新研究為全息技術(shù)鋪平了道路，有望改革智能設(shè)備、通信、游戲和娛樂產(chǎn)業(yè)。

在發(fā)表于《光：科學(xué)與應(yīng)用》期刊的一項(xiàng)研究中，圣安德魯斯大學(xué)物理和天文學(xué)院的研究人員結(jié)合使用全息超構(gòu)表面和有機(jī)發(fā)光二極管創(chuàng)造出了新的光電器件。到目前為止，全息圖都是利用激光生成的。但是研究人員發(fā)現(xiàn)，使用有機(jī)發(fā)光二極管和全息超構(gòu)表面能讓全息圖的生成更簡(jiǎn)單、更緊湊，成本更低，應(yīng)用起來也更方便，從而克服了全息技術(shù)被更廣泛應(yīng)用的主要障礙。

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有機(jī)發(fā)光二極管是薄膜器件，被廣泛用于制造手機(jī)顯示屏和一些電視機(jī)的彩色像素。作為一種平面和表面光源，有機(jī)發(fā)光二極管還被用于新興應(yīng)用，比如光學(xué)無線通信、生物光子學(xué)和傳感技術(shù)，在這些應(yīng)用中，有機(jī)發(fā)光二極管能夠與其他技術(shù)相融合，因此有望實(shí)現(xiàn)微型光基平臺(tái)。全息超構(gòu)表面是一個(gè)由微型結(jié)構(gòu)（超原子）組成的薄平的陣列，超原子的大小約為一千分之一根頭發(fā)的寬度。全息超構(gòu)表面被設(shè)計(jì)用來操控光的屬性。全息超構(gòu)表面可以生成全息圖，其用途遍及多個(gè)領(lǐng)域，比如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、防偽、光學(xué)顯示器、高數(shù)值孔徑透鏡（例如光學(xué)顯微鏡）和傳感技術(shù)。

不過，這是研究人員首次將二者結(jié)合起來生產(chǎn)全息顯示屏的基本構(gòu)件。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)每個(gè)超原子經(jīng)過精心塑形來控制穿過它的光束的屬性時(shí)，超原子就相當(dāng)于全息超構(gòu)表面的一個(gè)像素。當(dāng)光穿過全息超構(gòu)表面時(shí)，每個(gè)像素的光的屬性都會(huì)發(fā)生細(xì)微的改變。由于這些改變，利用光干涉原理就可以在另一面生成一個(gè)預(yù)先設(shè)計(jì)好的圖像，光波互相作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的圖案。

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所提出的OLED照明全息圖像投影系統(tǒng)的概念視圖（左下），以及在OLED照明下記錄的三個(gè)具有不同空間相干性的全息圖像。

圣安德魯斯大學(xué)物理和天文學(xué)院的Ifor Samuel教授稱："我們很高興能為有機(jī)發(fā)光二極管展示這一新方向。通過將有機(jī)發(fā)光二極管和超構(gòu)表面相結(jié)合，我們也為生成全息圖和塑形光開辟了新道路。"

圣安德魯斯大學(xué)物理和天文學(xué)院納米光子學(xué)教授Andrea Di Falco稱："全息超構(gòu)表面是控制光的最多用途的材料平臺(tái)之一。通過這一研究，我們消除了阻礙超材料在日常應(yīng)用中推廣的技術(shù)壁壘。這一突破將讓全息顯示屏的結(jié)構(gòu)在新興應(yīng)用（比如虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）中發(fā)生變革。"

圣安德魯斯大學(xué)物理和天文學(xué)院的Graham Turnbull教授稱："有機(jī)發(fā)光二極管顯示屏通常需要數(shù)千個(gè)像素才能生成一張簡(jiǎn)單的圖片。這一新方法讓單個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管像素就能投射出一整張圖片。"

到目前為止，研究人員只能用有機(jī)發(fā)光二極管生成非常簡(jiǎn)單的形狀，這限制了有機(jī)發(fā)光二極管在某些應(yīng)用中的可用性。但是這一突破為微型化和高度集成的超構(gòu)表面顯示屏開辟了道路。

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