«Девушку с жемчужной серёжкой» воссоздали с помощью наностолбиков
«Девушка с жемчужной серёжкой». ок. 1665
Фото: Ян Вермеер
Физики из США и Китая создали микроструктуру из наностолбиков, изменяя форму и ориентацию которых можно регулировать цвет и яркость проходящего через них света. Изменяемая интенсивность излучения каждого пикселя в такой структуре позволила учёным получить реалистичные глубокие изображения, в качестве примера использования технологии исследователи воссоздали картину «Девушка с жемчужной серёжкой» Яна Вермеера.
О новой технологии написал журнал Optica. С помощью микроструктуры уже можно создавать фотографичные изображения сверхмалых размеров с плавным смещением цвета, а в перспективе технологию можно будет использовать при оптоволоконной передаче данных.
Учёные давно разработали технологию окрашивания света, проходящего через наноструктуры. В большинстве случаев это работает благодаря плазмонным резонансам, недавно физики смогли также применить диэлектрические метаматериалы. Однако такие технологии не дают изменять яркость конечного излучения и, соответственно, работать со светотенью, что необходимо для создания реалистичных изображений.
В новом исследовании специалисты из Китая и США научились менять яркость проходящего через наноструктуру света, используя в качестве холста метаповерхность — набор эллиптических наностолбиков из диоксида титана на плоской подложке из диоксида кремния. Структуру создали с помощью электронной литографии с атомно-слоевым осаждением.
Каждому пикселю конечного изображения соответствовали пять наностолбиков: два с большой и малой осью в 250 и 50 нанометров, два — с осями в 320 и 80 нанометров и один с осями в 440 и 170 нанометров. Самые маленькие в сечении столбики при попадании белого света становились синими, средние — зелёными, а самый большой — красным. Высота наноструктур при этом равнялась 600 нанометров. Физики меняли угол между осью столбиков и направлением поляризации падающего на структуру света, меняя таким образом интенсивность излучения и плавно переходя между цветами и разными градациями яркости.
Для демонстрации нового способа получения сверхмалых изображений физики воспроизвели на метаповерхности репродукции «Девушки с жемчужной серёжкой». Размер изображения не превысил двух квадратных миллиметров, а цвета и тени на картине были близки к оригиналу. Технологию планируют использовать и в более практичных целях — например, для регулирования яркости и длин волн излучения при оптоволоконной передаче информации.
Ранее NEWS.ru сообщал, что исследователи из России, Великобритании и Франции стали свидетелями взаимодействия между собой двух временных кристаллов.
