Выяснить, как включить два типа информации в одну и ту же область, было заманчивой задачей для Сяо Мин Го, Джоэля Янга и их коллег из Института исследования материалов и инженерии A * STAR. Они знали, что такая возможность может помочь в ряде приложений, включая трехмерные цветные дисплеи сверхвысокой четкости и современные меры по борьбе с подделкой. Поэтому они приступили к разработке архитектуры наноструктур, которая могла бы обеспечить большую отдачу от вложенных средств.Ранее Ян использовал плазмонные материалы для создания цветных отпечатков на пределе оптической дифракции путем тщательного изменения размера и расстояния наноструктуры, поэтому поляризация была бы перспективным направлением. «Мы решили расширить наши исследования на отпечатки, которые будут демонстрировать разные изображения в зависимости от поляризации падающего света», — объясняет он.
Основной проблемой, которую необходимо было преодолеть, было смешение цветов между поляризациями, явление, известное как перекрестные помехи. Го и Янг протестировали две алюминиевые наноструктуры как массивы пикселей: эллипсы и два квадрата, разделенные очень маленьким пространством (известные как связанные наноквадратные димеры).
У каждого расположения пикселей были свои плюсы и минусы. Хотя эллипсы предлагали более широкий цветовой диапазон и их было легче рисовать, чем наноквадратные димеры, они также демонстрировали немного более высокие перекрестные помехи. Напротив, связанные наноквадратные димеры имели более низкую перекрестную помеху, но страдали очень узким цветовым диапазоном.Из-за их более низкой перекрестной помехи связанные наноквадратные димеры были сочтены лучшими кандидатами для кодирования двух наложенных изображений на одной и той же области, которые можно было бы просматривать с использованием разных поляризаций падающего излучения.
Хотя цветовую палитру связанных наноквадратных димеров можно было расширить, варьируя ширину и расстояние между соседними квадратами в каждом наноквадратном димере, эллипсы лучше подходили для демонстрации достижимого широкого цветового диапазона.Кроме того, исследователи использовали эти массивы пикселей для создания трехмерного стереоскопического изображения.
Они достигли этого, используя эллипсы в качестве элементов пикселей, тщательно смещая изображения и выбирая цвета фона, которые минимизировали перекрестные помехи.«Возможность распечатать два изображения на одной и той же области и, кроме того, создать трехмерное стереоскопическое изображение, открывает много новых возможностей для приложений», — отмечает Го.Но возможности на этом не заканчиваются.
Сложные наноструктуры, в том числе округло-асимметричные формы, предлагают гораздо больше возможностей. «Используя дополнительную круговую поляризацию, мы могли кодировать несколько изображений — то есть не только два, но и три или более изображений в одной области», — объясняет Го.
