Речь идет о дифракционных решетках, которые используются для управления светом во всем, от электронных дисплеев до волоконно-оптических коммуникационных технологий.
«До сих пор современные дифракционные решетки, сконфигурированные для направления видимого света под большими углами, имели диапазон углового восприятия или ширину полосы около 20 градусов, что означает, что источник света должен быть направлен в решетку в пределах дуга 20 градусов ", — говорит Майкл Эскути, профессор электротехники и компьютерной инженерии в NC State и автор статьи о работе. «Мы разработали новую решетку, которая расширяет это окно до 40 градусов, позволяя свету попадать в решетку под более широким диапазоном входных углов.
«Практический эффект от этого — например, в дисплеях дополненной реальности — будет заключаться в том, что у пользователей будет большее поле зрения; опыт будет более захватывающим», — говорит Эскути, который также является главным научным сотрудником ImagineOptix. Corp., который профинансировал работу и лицензировал технологию.
Новая решетка также значительно эффективнее.
«В предыдущих решетках сопоставимой конфигурации в среднем 30 процентов входящего света дифрагирует в желаемом направлении», — говорит Сяо Сян, доктор философии.D. студент NC State и ведущий автор статьи. «Наша новая решетка рассеивает около 75 процентов света в желаемом направлении."
По словам исследователей, этот прогресс может также сделать оптоволоконные сети более энергоэффективными.
Новая решетка обеспечивает улучшение угловой ширины полосы за счет объединения двух слоев, которые накладываются друг на друга таким образом, чтобы их оптические характеристики работали вместе.
Один слой содержит молекулы, которые расположены «под наклоном», что позволяет ему захватывать 20 градусов угловой ширины. Второй слой расположен под другим наклоном, что позволяет захватить 20-градусный угловой диапазон.
Более высокая эффективность связана с плавно изменяющейся структурой ориентации молекул жидкого кристалла в решетке.
Шаблон влияет на фазу света, которая является механизмом, отвечающим за перенаправление света.
«Следующим шагом в этой работе будет использование преимуществ этих решеток и создание нового поколения оборудования дополненной реальности», — говорит Эскути.
Статья «Поляризационные решетки Брэгга для широкой угловой полосы и высокой эффективности при больших углах отклонения» опубликована в журнале Scientific Reports. Соавтором статьи является Джихван Ким, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в NC State.