Avanços na Tecnologia Holográfica

Em um estudo publicado recentemente na Light, Science and Application, pesquisadores da escola de Física e Astronomia criaram um novo dispositivo optoeletrônico a partir do uso combinado de Metasuperfícies Holográficas (HMs) e Diodos Emissores de Luz Orgânica (OLEDs).

Uma Abordagem Inovadora

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, potencialmente mais barata e mais fácil de aplicar, superando as principais barreiras para o uso mais amplo da tecnologia holográfica.

OLEDs e Suas Aplicações

Os diodos emissores de luz orgânica são dispositivos de filme fino amplamente utilizados para criar os pixels coloridos em displays de celular e algumas TVs. Como uma fonte de luz plana e de emissão de superfície, os OLEDs também são usados em novas aplicações, como comunicações ópticas sem fio, biofotonica e sensoriamento, onde a capacidade de integração com outras tecnologias os torna bons candidatos para realizar plataformas de luz miniaturizadas.

Metasuperfícies Holográficas

Uma metasuperfície holográfica é uma fina e plana rede de pequenas estruturas chamadas meta-átomos – 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 diversos campos, como armazenamento de dados, anti-falsificação, displays ópticos, lentes de alta abertura numérica – por exemplo, microscopia óptica, e sensoriamento.

Inovação Pioneira

No entanto, esta é a primeira vez que ambas as tecnologias foram usadas em conjunto para produzir o bloco de construção básico de um display holográfico.

Manipulação da Luz

Os pesquisadores descobriram que quando cada meta-átomo 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.

Imagens Pré-Designadas

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 quando interagem umas com as outras.

Declarações dos Pesquisadores

O Professor Ifor Samuel, da Escola de Física e Astronomia, disse: “Estamos entusiasmados em demonstrar essa nova direção para os OLEDs. Combinando OLEDs com metasuperfícies, também abrimos um novo caminho para gerar hologramas e moldar a luz.”

A Andrea Di Falco, professora em nano-fotônica da Escola de Física e Astronomia, afirmou: “As 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. Essa inovação 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, acrescentou: “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!”

O Caminho para Displays Miniaturizados

Até agora, os pesquisadores só conseguiam criar formas muito simples com OLEDs, o que limitava sua usabilidade em algumas aplicações. No entanto, essa inovação fornece um caminho em direção a um display de metasuperfície miniaturizado e altamente integrado.