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Dos hologramas en una superficie sin perder resolución

Un equipo de Caltech ha descubierto una forma de codificar más de una imagen holográfica en una sola superficie sin pérdida de resolución.

Este hito de ingeniería anula la suposición de que una sola superficie solo podría proyectar una sola imagen, independientemente del ángulo de iluminación, informa el Instituto Tecnológico de California en un comunicado.

La tecnología depende de la capacidad de una superficie cuidadosamente diseñada para reflejar la luz de manera diferente dependiendo del ángulo en el que la luz entrante golpea esa superficie.

Los hologramas son imágenes tridimensionales codificadas en superficies bidimensionales. Cuando la superficie se ilumina con un láser, la imagen parece saltar de la superficie y se vuelve visible. Tradicionalmente, el ángulo con el que la luz láser golpea la superficie ha sido irrelevante: la misma imagen será visible independientemente. Eso significa que no importa cómo ilumines la superficie, solo crearás un holograma.

Dirigido por Andrei Faraon, profesor asistente de física aplicada y ciencia de los materiales en la División de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, el equipo desarrolló superficies de aluminio y óxido de silicio tachonadas con decenas de millones de pequeñas columnas de silicio, cada una de cientos de nanómetros de alto. (Para la escala, una hebra de cabello humano tiene un ancho de 100.000 nanómetros). Cada nanoposto refleja la luz de forma diferente debido a las variaciones en su forma y tamaño, y en función del ángulo de entrada de la luz.

Esa última propiedad permite que cada columna actúe como un píxel en más de una imagen: por ejemplo, actuando como un píxel negro si la luz entrante golpea la superficie a 0 grados y un píxel blanco si la luz entrante toca la superficie a 30 grados.

“Cada columna puede cumplir una función doble. De esta forma podemos tener más de una imagen codificada en la misma superficie sin pérdida de resolución”, dice Faraon, autor principal de un artículo sobre el nuevo material publicado por Physical Review X.

“Los intentos anteriores de codificar dos imágenes en una sola superficie significaban organizar los píxeles de una imagen junto a los píxeles de otra imagen. Esta es la primera vez que sabemos que todos los píxeles de una superficie han estado disponibles para cada imagen”, dice.

Como prueba de concepto, el estudiante de posgrado de Faraon y Caltech Seyedeh Mahsa Kamali diseñó y construyó una superficie que cuando se ilumina con un láser directamente (por lo tanto, a 0 grados) proyecta un holograma del logotipo de Caltech pero cuando se ilumina desde un ángulo de 30 grados proyecta un holograma del logotipo del Light-Material Interactions in Energy Conversion Energy Frontier Research Center, del que Faraon es investigador principal.

El proceso fue laborioso. “Creamos una biblioteca de nanocolumnas con información sobre cómo cada forma refleja la luz en diferentes ángulos. Sobre la base de eso, montamos las dos imágenes simultáneamente, píxel por píxel”, dice Kamali, el primer autor del artículo Physical Review X.

Teóricamente, incluso sería posible codificar tres o más imágenes en una sola superficie, aunque habrá límites fundamentales y prácticos en un cierto punto. Por ejemplo, Kamali dice que un solo grado de diferencia en el ángulo de luz incidente probablemente no sea suficiente para crear una nueva imagen de alta calidad. “Todavía estamos explorando hasta dónde puede llegar esta tecnología”, dice ella.

Las aplicaciones prácticas para la tecnología incluyen mejoras a los auriculares de realidad virtual y de realidad aumentada. “Todavía estamos muy lejos de ver esto en el mercado, pero es una demostración importante de lo que es posible”, dice Faraon.

Con información de Europa Press

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