(Izquierda) Los píxeles nanocuadrados elípticos y acoplados dispersan diferentes longitudes de onda de luz según la polarización. (Derecha) La configuración del estereomicroscopio utiliza diferentes polarizadores en cada ocular para obtener imágenes de dos microimpresiones superpuestas que contienen píxeles que presentan dos imágenes desplazadas lateralmente a los ojos izquierdo y derecho de un espectador. resultando en una percepción de profundidad. Crédito:Xiao Ming Goh, et al. © 2014 Macmillan Publishers Limited
(Phys.org):al diseñar nanopíxeles que codifican dos conjuntos de información (o colores de luz) dentro del mismo píxel, Los investigadores han desarrollado un nuevo método para realizar impresiones en color 3D. Cada píxel puede exhibir uno de dos colores dependiendo de la polarización de la luz utilizada para iluminarlo. Entonces, al ver los píxeles bajo la luz de ambas polarizaciones, Se pueden ver dos imágenes separadas. Si las dos imágenes se eligen para ser vistas ligeramente desplazadas de la misma escena, ver ambos simultáneamente da como resultado una percepción de profundidad y la impresión de una imagen estereoscópica 3D.
Los investigadores, dirigido por el profesor Joel K.W. Yang, en A * STAR (la Agencia para la Ciencia, Tecnología e Investigación) en Singapur, la Universidad Nacional de Singapur, y la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur, han publicado un artículo sobre la nueva técnica para realizar impresiones estereoscópicas en 3D a todo color en un número reciente de Comunicaciones de la naturaleza .
"Hemos creado posiblemente las imágenes estereoscópicas más pequeñas de la historia utilizando píxeles formados a partir de nanoestructuras plasmónicas, "Yang dijo Phys.org . "Estas imágenes estereoscópicas no requieren que el espectador se ponga gafas especiales, pero en vez, la percepción de la profundidad y el efecto 3D se crean simplemente viendo la impresión a través de un microscopio óptico junto con polarizadores ".
El trabajo se basa en el concepto de resonancia de plasmón superficial:las nanoestructuras metálicas pueden dispersar diferentes longitudes de onda (colores) de luz debido al hecho de que las diminutas nanoestructuras resuenan en diferentes longitudes de onda. Si una nanoestructura es circular, su resonancia es independiente de la polarización porque el diámetro del círculo es el mismo en todas las direcciones. Sin embargo, si una nanoestructura es biaxial (como una elipse o un rectángulo), su resonancia dependerá de la polarización de la luz incidente. Al adaptar las dimensiones exactas de los nanopíxeles biaxiales, los investigadores pueden generar diferentes colores bajo diferentes polarizaciones.
Sobre la base de estas ideas, Los investigadores del estudio actual han demostrado que los nanopíxeles sensibles a la polarización que codifican dos conjuntos de información se pueden utilizar para producir microimpresiones estereoscópicas en 3D. Para hacer esto, los investigadores crearon nanopíxeles a partir de pequeñas piezas de aluminio de unos cien nanómetros de diámetro. Los científicos experimentaron con nanopíxeles en dos formas diferentes:dímeros elípticos y nanocuadrados acoplados (un par de cuadrados separados por un espacio muy pequeño).
Microimpresiones de un cuadrado y una cruz impresas en la misma área formadas a partir de (a) nanopíxeles elípticos y (b) píxeles nanocuadrados acoplados bajo luz polarizada x e y. (c) Imagen SEM de la región indicada por el cuadro punteado en (b). (d) Imágenes desacopladas por polarizadores. (e) Superposición de imágenes en (d) para formar una imagen estereoscópica con percepción de profundidad. (f) Imagen SEM de la región indicada por el cuadro de puntos en (e). Crédito:Xiao Ming Goh, et al. © 2014 Macmillan Publishers Limited
Debido a que estas formas son biaxiales, exhiben resonancias plasmónicas en diferentes longitudes de onda para cada eje, con los colores determinados casi en su totalidad por la dimensión del eje paralelo a la dirección de polarización. Por ejemplo, un píxel elíptico de 130 nm x 190 nm aparece verde debajo y -luz polarizada y violeta debajo X -luz polarizada. Comparando las dos formas de píxeles, los investigadores encontraron que los píxeles elípticos tienen una gama más amplia de colores dependientes de la polarización, mientras que los píxeles de dímero nanocuadrados tienen niveles más bajos de diafonía, minimizando la mezcla no deseada de colores.
Para demostrar cómo estos nanopíxeles podrían permitir microimpresiones en color 3D de alta resolución, los investigadores diseñaron una imagen estereoscópica que contiene estrellas en una hoja 2D superponiendo dos vistas ligeramente desplazadas de la misma imagen en la misma área. Luego agregaron un X - y y -polarizador a los oculares de un microscopio. Ver la microimpresión a través de este estereomicroscopio revela una imagen diferente para cada polarización, y las imágenes combinadas aparecen como una imagen en 3D.
Además de las impresiones en 3D, los nanopíxeles sensibles a la polarización podrían tener otras aplicaciones.
"Uno puede imaginar la aplicación de estas impresiones a la codificación u holografía de información óptica de alta densidad, ", Dijo Yang." Elementos de seguridad 3D que son difíciles de replicar, y que ofrecen diferentes niveles de autenticación, también podría generarse para tecnologías anti-falsificación y anti-falsificación ".
Los investigadores también señalan que es posible crear píxeles que puedan codificar no solo dos, pero tres o más imágenes en un solo píxel. Por ejemplo, Las nanoestructuras que tienen formas asimétricas circularmente podrían tener más de dos resonancias dependientes de la polarización debido a la dimensión adicional polarizada circularmente. Los investigadores también planean dar pasos hacia la comercialización.
"Avanzando, hay mucho interés en desarrollar técnicas para crear tales impresiones con un costo significativamente menor y un mayor rendimiento, Ambos son imperativos para que esta tecnología sea implementable a nivel industrial, "Dijo Yang.
© 2014 Phys.org
