Использование метаматериалов позволяет создать многокрасочные голограммы, охватывающие весь видимый спектр - «Наука и технологии»

На белом свете существует множество способов создания голографических изображений, и каждому из этих методов присущи свои собственные преимущества и недостатки. В одних методах, способных создавать высококачественные изображения, используются дорогостоящие материалы и специализированные устройства, а более дешевые способы позволяют получить изображения весьма посредственного качества. Пытаясь "совместить невозможное", исследователи из Национального университета Тайваня (National Taiwan University), Тайбэй, разработали еще одну технологию создания голографических изображений. Основой этой технологии является сложный материал, метаматериал на базе алюминиевых наностолбиков определенной высоты, который позволяет получить красочные изображения, в которых могут присутствовать все цвета из видимого спектра света.

Цветные голограммы достаточно хорошо известны всем людям, они часто встречаются на кредитных картах, на банкнотах, на метках товаров и акцизных марок. Эти "радужные голограммы" получаются путем соединения отраженного света трех основных цветов - красного, синего и зеленого, но качество создаваемого ими изображения очень сильно зависит от условий освещенности и от угла, под которым смотрят на эту голограмму.

Нечто подобное, только на более высоком технологическом уровне, создали тайваньские исследователи. Они использовали метаматериал, на поверхности которого были изготовлены упорядоченные структуры из обычного алюминия, и голограммы, создаваемые при помощи метаматериалов, получили соответствующее название - метаголограммы.

Для создания голограмм обычно используются два метода - модуляция амплитуды и модуляция фазы светового потока. Но модуляция фазы, несмотря на большие проблемы с ее реализацией, является более предпочтительным методом, который позволяет получить более насыщенные цвета изображения. Обычно фазовую модуляцию реализуют при помощи структур из золота и серебра, но при этом, голографическое изображение получается ограниченным с точки зрения охватываемой им ширины полосы спектра видимого света.

Основой нового "голографического метаматериала" являются наностолбики из алюминия, материала, более дешевого и распространенного, нежели золото и серебро, и лишенного, к тому же, некоторых недостатков этих материалов. Изготовленные наностолбики имеют разную высоту, которая колеблется в пределах от 50 до 150 нанометров. Эти наностолбики являются своего рода оптическими резонаторами, отражающими свет с определенной длиной волны, которая зависит от длины резонатора. А смешивание цветов отраженного от соседних столбиков света позволяет получить практически любой цвет и оттенок каждой точки создаваемой полноцветной метаголограммы.

В скором времени исследователи планирую немного изменить разработанную ими технологию так, чтобы голографические изображения формировались при помощи алюминиевых резонаторов, состоящих из двух лежащих на поверхности перпендикулярных алюминиевых нанопроводников, которые одновременно являются и поляризаторами отраженного света. И эта технология будет уже полезна не только для формирования голографических изображений. Исследователи рассматривают ее в качестве новой оптической технологии для хранения огромных объемов информации.

"В будущем мы будем пытаться увеличить эффективность нашей метаголографической технологии" - пишут исследователи, - "И мы обязательно придем к созданию неких многомерных голограмм, которые будут иметь различный вид при освещении их светом с определенной поляризацией и с различных углов. И, чисто теоретически, в такую голограмму можно будет загнать практически неограниченное количество информации".