Los investigadores han desarrollado un nuevo enfoque de la holografía multicolor que podría usarse para hacer pantallas en color 3-D para gafas de realidad aumentada. teléfonos inteligentes o pantallas de visualización frontal sin componentes ópticos voluminosos.

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

"El holograma podría grabarse 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 en 3D desde un teléfono inteligente en una pared o superficie cercana".

El nuevo método de fabricación codifica hologramas en un material 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 fabricar chips de computadora. Los elementos productores de hologramas podrían incorporarse en pequeños dispositivos basados ​​en chips que también albergan las fuentes de luz necesarias para crear las imágenes tridimensionales.

De un color a tres

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 en 3-D de alta resolución, pero ha resultado difícil crearlos en más de un color. El equipo de Duke superó este desafío fabricando una rejilla (una serie de franjas) y un holograma binario en una guía de ondas hecha de un material sensible a la luz conocido como fotorresistente. Desarrollaron una forma de integrar los patrones de interferencia para el 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 divisores de haz ni prismas. Esto lo hace extremadamente fácil de integrar en dispositivos portátiles".

Otro logro importante fue la creación del dispositivo holográfico en una estructura de guía de ondas. "Otros que han intentado crear hologramas multicolores generados por computadora no usaron una guía de ondas, lo que hace que sea un desafío integrar 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".

Imágenes de color de un solo paso

Los investigadores utilizaron su nuevo método de holografía para codificar patrones de interferencia para hologramas multicolores estáticos de una manzana. una flor y un pájaro. Las imágenes holográficas resultantes coincidían todas 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 utilizan para hacer pantallas de cristal líquido, para crear imágenes dinámicas.

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