Использование графена позволит превратить экраны мобильных устройств в трехмерные голографические проекторы - «Наука и технологии»

За последние годы ученые из различных организаций ведут интенсивные исследования, направленные на создание миниатюрных голографических проекторов или на превращение в такие проекторы экранов различных мобильных устройств. Голографические проекторы позволяют отображать трехмерные изображения, для просмотра которых не требуется использования специальных стереоскопических очков, и за все время было предложено множество методов реализации технологий трехмерного отображения. А недавно исследователи из Технологического университета Свинбурна (Swinburne University of Technology), Австралия, разработали еще одну новую технологию, в основе которой лежит использование графена, позволяющую снабдить функциями голографического проектора экраны смартфонов, планшетных компьютеров и других мобильных устройств.

"Наша технология позволяет создавать миниатюрные и универсальные оптические компоненты, используемые для управления потоком света" - рассказывает Мин Гу (Min Gu), директор Центра микро-фотоники (Centre for Micro-Photonics) университета Свинбурна, - "И, используя эти компоненты, мы можем создать высококачественный трехмерный дисплей с очень широким углом обзора, который идеально подходит для использования в мобильных телефонах и планшетах".

В своих исследованиях австралийские ученые выяснили, что использование чистого графена, восстановленного из окиси графена, нанесенного на поверхность дисплея особым образом, позволяет получать широкоугольное полноцветное трехмерное изображение. И делается это при помощи освещения всей структуры короткими импульсами единственного фемтосекундного лазера, которые позволяют изменить коэффициент преломления отдельных участков графеновой пленки.

Подобная технология была известна и раньше, но применение окиси графена для создания трехмерных визуальных эффектов вовлекала процессы теплового обращения. Используемые температуры были настолько велики, что не все материалы выдерживали их без потерь, а создаваемые дисплеи из-за этого не могли обеспечить достаточного уровня контрастности изображения. В новом технологическом процессе, разработанном австралийскими учеными, короткие импульсы лазерного света служат для динамического изменения показателя преломления графеновой пленки. Участки графена, имеющие разные показатели преломления, являются пикселями, из которых формируется голографическое изображение, видимое даже невооруженным глазом.

Основой данного достижения является работа этой группы ученых, проведенная ими еще в 2013 году, в результате которой было выяснено, что окись графена может использоваться для очень и очень глубокой модуляции показателя преломления крошечных участков этого материала. Ученые закодировали рассчитанное компьютером изображение кенгуру в последовательность импульсов лазерного света и создали трехмерную голограмму на листе полимера с нанесенным на его поверхность слоем окиси графена.

"Если вы имеете возможность динамически управлять коэффициентом преломления материала, то вы можете воспроизвести множество оптических эффектов различных типов" - рассказывает Мин Гу, - "Благодаря одноатомной толщине графена и его необычайно высокой механической прочности, он может быть использован для построения голограмм не только "твердыми" дисплеями нынешних компьютеров и телефонов, его можно применить для создания гибких трехмерных дисплеев, которыми, наверняка, будут снабжаться почти все электронные устройства будущего".