Uma nova pesquisa da Universidade de St Andrews abre caminho para a tecnologia holográfica, com o potencial de transformar dispositivos inteligentes, comunicação, jogos e entretenimento.
Em um estudo publicado recentemente na Light, Science and Application, pesquisadores da escola de Física e Astronomia criaram um novo dispositivo optoeletrônico a partir da combinação de Metasuperfícies Holográficas (HMs) e Diodos Emissores de Luz Orgânica (OLEDs).
Até agora, os hologramas eram criados usando lasers; no entanto, os pesquisadores descobriram que o uso de OLEDs e HMs oferece uma abordagem mais simples e compacta, que é potencialmente mais barata e fácil de aplicar, superando as principais barreiras para que a tecnologia holográfica seja utilizada de maneira mais ampla.
Os diodos emissores de luz orgânica são dispositivos de filme fino amplamente utilizados para criar os pixels coloridos em displays de telefones celulares e em alguns TVs. Como uma fonte de luz plana e de emissão de superfície, os OLEDs também são utilizados em aplicações emergentes, como comunicações ópticas sem fio, biofotônica e sensoriamento, onde a capacidade de integrar-se a outras tecnologias os torna bons candidatos para a realização de plataformas de luz miniaturizadas.
Uma metasuperfície holográfica é uma fina e plana matriz de estruturas minúsculas chamadas metaátomos – do tamanho de aproximadamente mil vezes a largura de um fio de cabelo – projetadas para manipular as propriedades da luz. Elas podem criar hologramas e suas aplicações abrangem diversas áreas, como armazenamento de dados, anti-falsificação, displays ópticos, lentes de alta abertura numérica – por exemplo, microscopia óptica, e sensoriamento.
Esta, no entanto, é a primeira vez que ambas são utilizadas juntas para produzir o bloco de construção básico de um display holográfico.
Os pesquisadores descobriram que, quando cada metaátomo é cuidadosamente moldado para controlar as propriedades do feixe de luz que passa por ele, ele se comporta como um pixel da HM. Quando a luz passa pela HM, em cada pixel, as propriedades da luz são ligeiramente modificadas.
Graças a essas modificações, é possível criar uma imagem pré-desenhada do outro lado, explorando o princípio da interferência da luz, pelo qual ondas de luz criam padrões complicados ao interagirem entre si.
O professor Ifor Samuel, da Escola de Física e Astronomia, disse: “Estamos empolgados em demonstrar esta nova direção para os OLEDs. Ao combinar OLEDs com metasuperfícies, também abrimos um novo caminho para gerar hologramas e moldar a luz.”
Andrea Di Falco, professora em nano-fotônica na Escola de Física e Astronomia, afirmou: “Metasuperfícies holográficas são uma das plataformas de material mais versáteis para controlar a luz. Com este trabalho, removemos uma das barreiras tecnológicas que impedem a adoção de metamateriais em aplicações do dia a dia. Este avanço permitirá uma mudança significativa na arquitetura de displays holográficos para aplicações emergentes, por exemplo, em realidade virtual e aumentada.”
O professor Graham Turnbull, da Escola de Física e Astronomia, disse: “Displays OLED normalmente precisam de milhares de pixels para criar uma imagem simples. Essa nova abordagem permite que uma imagem completa seja projetada a partir de um único pixel OLED!”
Até agora, os pesquisadores podiam apenas fazer formas muito simples com OLEDs, o que limitava sua usabilidade em algumas aplicações. No entanto, esse avanço oferece um caminho em direção a um display de metasuperfície miniaturizado e altamente integrado.