準(zhǔn)晶體超表面可同時投射全息圖像和光圖案科學(xué)家們開發(fā)出一種新設(shè)計,可同時投射全息圖像并創(chuàng)建具有十倍旋轉(zhuǎn)對稱性的準(zhǔn)晶體特殊衍射圖案,從而推動了超表面技術(shù)的發(fā)展。這種超薄材料將類晶體的獨特性能與光操縱技術(shù)融為一體。 超表面已因其能以不同尋常的方式彎曲光線而聞名,有望在全息顯示、光開關(guān)甚至高級安全功能等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新一代超薄設(shè)備。 傳統(tǒng)上,超表面依賴于以規(guī)則網(wǎng)格排列的稱為元原子的微小結(jié)構(gòu)。這種新設(shè)計打破了這一傳統(tǒng),將這些元原子以更復(fù)雜的準(zhǔn)晶體模式排列。準(zhǔn)晶體雖然有序,但缺乏重復(fù)結(jié)構(gòu)。這種創(chuàng)新的排列方式讓超表面同時實現(xiàn)了兩種功能。 準(zhǔn)晶體超表面全息示意圖 通過操縱光的相位,超表面可以通過編程在特定距離上重建圖像,從而產(chǎn)生全息顯示。此外,元原子以準(zhǔn)晶體模式排列,可產(chǎn)生遠(yuǎn)場可見的獨特光衍射圖樣。 與傳統(tǒng)超表面相比,這種新設(shè)計具有顯著優(yōu)勢。首先,它的多功能性使一個超表面可以同時完成兩項任務(wù),簡化了器件設(shè)計。其次,準(zhǔn)晶體排列可實現(xiàn)對光操縱的更精確控制。 與周期性排列相比,準(zhǔn)晶體超表面具有獨特的優(yōu)勢。它可以通過將超表面的全局對稱性與元原子的局部響應(yīng)相結(jié)合來進(jìn)行設(shè)計。因此,可以實現(xiàn)更多功能。 這些進(jìn)步為新一代超薄設(shè)備的誕生鋪平了道路,帶來了令人興奮的可能性。高分辨率的超薄全息顯示屏可用于各種應(yīng)用。超快、高效的光開關(guān)設(shè)備也指日可待。 經(jīng)過精心設(shè)計的具有高分辨率全息圖像的衍射圖案可用于三維成像和光學(xué)安全。例如,這項技術(shù)可以提供先進(jìn)的安全功能,如用于防偽和安全通信的衍射元件。 此外,通過同時檢測波陣面和衍射圖樣,這種現(xiàn)象可能為揭示具有特殊排列和局部光學(xué)響應(yīng)超過振幅的多物質(zhì)準(zhǔn)晶體提供一個新的視角。 該研究成果發(fā)表在《eLight》雜志上。 相關(guān)鏈接:https://phys.org/news/2024-06-scientists-quasicrystal-metasurface-holographic-images.html 論文鏈接:https://dx.doi.org/10.1186/s43593-024-00065-7 |