LA NUEVA TECNOLOGÍA DE HOLOGRAFÍA PERMITIRA PANTALLAS 3D SUPER COMPACTAS

Los investigadores han desarrollado un nuevo enfoque para la holografía multicolor que se podría usar para hacer pantallas en color 3D para lentes de realidad aumentada, teléfonos inteligentes o pantallas de mano sin ningún componente óptico voluminoso.

En Optica , la revista de investigación de alto impacto de The Optical Society, investigadores de la Universidad de Duke, EE. UU., Describen cómo codificaron una imagen multicolor en un holograma de 300 por 300 micrones en una estructura de guía de ondas 2D, una estructura muy delgada que guía la luz. El holograma generado por computadora produce imágenes holográficas multicolores complejas cuando el acoplador de rejilla se ilumina con luz roja, verde y azul.

“El holograma podría grabarse en relieve directamente en las lentes de las gafas de realidad aumentada para proyectar una imagen directamente en la pupila del ojo sin necesidad de lentes voluminosos, divisores de haz o prismas”, dijo Daniel L. Marks, miembro del equipo de investigación. “También podría usarse para proyectar una imagen 3D desde un teléfono inteligente en una pared o superficie cercana”.

El nuevo método de fabricación codifica hologramas en un material que es compatible con la tecnología fotónica integrada. Esto significa que los dispositivos holográficos son fáciles de fabricar en masa con los mismos métodos de fabricación utilizados para hacer chips de computadora. Los elementos que producen el holograma podrían incorporarse en pequeños dispositivos basados en chips que también albergan las fuentes de luz requeridas para crear las imágenes 3D.

La nueva técnica de holografía multicolor se basa en hologramas generados por computadora. A diferencia de la holografía tradicional, que requiere un objeto físico y rayos láser para crear el patrón de interferencia necesario para formar una imagen holográfica, la holografía generada por computadora genera patrones de interferencia digitalmente.

Los hologramas generados por computadora proporcionan imágenes 3D de alta resolución, pero ha resultado difícil crearlas en más de un color. El equipo de Duke superó este desafío mediante la fabricación de una rejilla (una serie de flecos) y un holograma binario en una guía de onda hecha de un material sensible a la luz conocido como fotoprotector. Desarrollaron una forma de integrar los patrones de interferencia para rojo, verde y azul en un solo patrón de holograma binario.

“Una de las partes difíciles de hacer una pantalla multicolor es combinar los colores y luego separarlos con precisión para generar una imagen a todo color”, dijo Zhiqin Huang, primer autor del artículo. “Con nuestro enfoque, todo esto se hace todo en un solo paso en una sola superficie sin ningún divisor de haz o prisma. Esto hace que sea extremadamente susceptible de integración en dispositivos portátiles”.

Otro logro importante fue la creación del dispositivo holográfico en una estructura de guía de onda. “Otros que han intentado crear hologramas generados por computadora multicolores no utilizaron una guía de ondas, lo que dificulta la integración de la estructura en un dispositivo”, dijo David R. Smith, líder del equipo de investigación. “Nuestro diseño ofrece una integración más fácil y flexible con un factor de forma lo suficientemente pequeño para la realidad aumentada y otras pantallas”.

Los investigadores utilizaron su nuevo método de holografía para codificar patrones de interferencia para hologramas multicolores estáticos de una manzana, una flor y un ave. Las imágenes holográficas resultantes coincidieron bien con las predicciones teóricas. Aunque fabricaron hologramas muy pequeños para la demostración, los investigadores dicen que la técnica podría ampliarse fácilmente para crear pantallas más grandes. También creen que su enfoque podría incorporarse a las tecnologías existentes, como las que se usan para hacer pantallas de cristal líquido, para crear imágenes dinámicas.

Los investigadores ahora están trabajando para optimizar la tecnología al reducir la luz perdida por las estructuras que codifican los hologramas. También señalan que sería necesario incorporar las estructuras en un solo dispositivo integrado con láser para que la técnica sea práctica.