Дослідники розробляють оптичний пристрій для керування променем

У сцені з фільму «Зоряні війни: Епізод IV — Нова надія» R2D2 проектує тривимірну голограму принцеси Леї, яка відчайдушно благає про допомогу. Ця сцена, знята понад 45 років тому, містила трохи кіномагії — навіть сьогодні ми не маємо технологій для створення таких реалістичних і динамічних голограм.

Створення окремої тривимірної голограми вимагатиме надзвичайно точного та швидкого керування світлом, що перевищує можливості що існує технологій, які базуються на рідких кристалах або мікродзеркалах.

Міжнародна група дослідників, очолювана командою з Массачусетського технологічного інституту, витратила більше ніж чотири роки на розв’язання цієї проблеми високошвидкісного формування оптичного променя. Тепер вони продемонстрували програмований бездротовий пристрій, який може керувати світлом, наприклад, фокусуючи промінь у певному напрямку або маніпулюючи інтенсивністю світла, і робить це на порядки швидше, ніж комерційні пристрої.

Вони також запровадили процес виготовлення, який гарантує, що якість пристрою залишається майже ідеальною, коли воно виготовляється в масштабах. Це зробить їхній пристрій більш доцільним для реалізації в реальних умовах.

Пристрій, відомий як просторовий модулятор світла, можна використовувати для створення надшвидких датчиків лідара (виявлення світла та вимірювання дальності) для самокерованих автомобілів, які могли б створювати зображення сцени приблизно в мільйон разів швидше, ніж існуючі механічні системи. Це також може прискорити роботу сканерів мозку, які використовують світло, щоб «бачити» крізь тканини. Маючи можливість швидше знімати зображення тканини, сканери можуть генерувати зображення з вищою роздільною здатністю, на які не впливає шум від динамічних коливань живої тканини, наприклад текучої крові.

«Ми зосереджуємося на управлінні світлом, яке є постійною темою досліджень з часів античності. Наша розробка є ще одним важливим кроком на шляху до кінцевої мети повного оптичного контролю — як у просторі, так і в часі — для безлічі застосувань, які використовують світло», — каже керівник автор Крістофер Панускі, який нещодавно здобув ступінь доктора філософії. з електротехніки та інформатики.

Стаття є результатом співпраці дослідників з MIT; Flexcompute, Inc.; Університет Стратклайда; Політехнічний інститут державного університету Нью-Йорка; Applied Nanotools, Inc.; Рочестерський технологічний інститут; і Дослідницька лабораторія ВПС США. Старший автор — Дірк Енглунд, доцент кафедри електротехніки та комп’ютерних наук Массачусетського технологічного інституту та науковий співробітник Науково-дослідний лабораторії електроніки (RLE) і Технологічних лабораторій мікросистем (MTL). Дослідження опубліковано сьогодні в Nature Photonics.