|
Скоро голограммы будет не отличить от реальных обьектов
|
|
|
|
Голография, изобретенная Габором, обеспечивает подход к записи и восстановлению полной информации (то есть интенсивности и фазы) света от объекта. С момента своего изобретения связанные с голографией технологии широко применялись во многих областях, таких как оптическое отображение, формирование изображений, хранение данных, шифрование и метрология. В новой статье, опубликованной в журнале Light: Science & Applications, группа ученых под руководством профессоров Юэцян Ху и Хуигао из Хунаньского университета и Чжэньвэй Се из Шэньчжэньского университета разработала уникальный метод применения голографии углового момента (AM) для мультиплексирования информации.
|
|
|
|
Голография, основанная на традиционных оптических устройствах, таких как пространственные модуляторы света (ПМС), имеет недостатки, заключающиеся в низком разрешении и малом поле зрения, что затрудняет ее практическое применение. С другой стороны, ученые могут получить доступ к высокому разрешению, ультратонкой толщине и высокопроизводительному аналогу, заменив обычные компоненты метаповерхностями. Метаповерхности, состоящие из двумерных субволновых массивов наноразмерных рассеивателей, позволяют управлять светом с несколькими степенями свободы (DoF). Он обеспечивает новое поколение универсальных платформ для оптического мультиплексирования голографии.
|
|
|
В этом контексте различные физические измерения света, такие как длина волны, угол падения, состояние поляризации (SoP) и время, использовались в качестве независимых информационных каналов для голографических систем. Почти исчерпав существующие физические измерения для мультиплексной голографии, АМ-измерение света стало новой возможностью. Оптический АМ, квантово-механическое описание фотона, расширил множество приложений как в классической, так и в квантовой оптике, включая оптический пинцет, эффект спина-Холла и квантовую микроскопию. AM классифицируется как орбитальный угловой момент (OAM) и спиновый угловой момент (SAM).
|
|
|
|
Используя соответствующую пространственно-частотную дискретизацию голограммы в импульсном пространстве, OAM был реализован как независимый носитель информации для оптической голографии. Голография с OAM-мультиплексированием демонстрирует беспрецедентные возможности оптической обработки информации благодаря неограниченной спиральной моде и внутренней ортогональности. Каналы линейной поляризации добавляются к голографии, зависящей от OAM, что еще больше увеличивает информационную емкость. SAM также был исследован для мультиплексной голографии, от спин-зависимой до спин-развязанной.
|
|
|
|
Многочисленные усилия были направлены на создание векторной голографии с полной поляризацией. В принципе, он может предлагать неограниченное количество каналов мультиплексирования благодаря способности управлять произвольными векторами поляризации на сфере Пуанкаре (PS), демонстрируя большой потенциал для высокопроизводительного оптического шифрования. Добавление измерения SAM к существующей мультиплексированной голографии OAM и одновременное пространственное управление векторами полной поляризации еще не исследовались.
|
|
|
|
Наиболее интуитивный подход к проектированию — это сегментация или чередование нескольких видов метаатомов, каждый из которых соответствует определенной функциональности. Такие методы будут ограничивать его эффективность и вводить нежелательные перекрестные помехи. Чтобы преодолеть эти недостатки, метаповерхность, состоящая из неперемежающихся метаатомов, была бы отличным выбором. Однако реализация голографии AM с использованием стратегий с чередованием или без чередования оставалась неуловимой.
|
|
|
|
Исследовательская группа теоретически и экспериментально доказала парадигму AM-голографии, основанную на полной синергии SAM и OAM через минималистскую метаповерхность. Методология проектирования AM-голографии зависит от независимого управления двумя собственными состояниями спина и их произвольного наложения в каждом рабочем канале. Это, таким образом, пространственно модулирует результирующую форму волны по желанию.
|
|
|
|
Исследовательская группа демонстрирует метаголограмму AM, которая может реконструировать два набора различных голографических изображений, чтобы подтвердить концепцию. Это спин-орбитальная синхронизация (SOL) и спин-наложение (SS), в результате чего получается многомерная и многоканальная голография, определяемая падающим AM. Многоканальные метаголограммы AM предложили дополнительные замки безопасности, что позволило нам создать передовую платформу оптического вложенного шифрования, чтобы произвести революцию в существующих схемах оптического шифрования, которые страдали от ограниченной емкости данных или низкой безопасности.
|
|
|
|
В стратегии оптического вложенного шифрования голографические изображения SOL и SS используются для шифрования и дешифрования оптической информации в определенной последовательности, что делает закодированную информацию неуязвимой для определенных атак грубой силы. Вложенная схема шифрования теоретически владеет неограниченными информационными каналами голографии AM, удовлетворяя постоянно растущие требования параллельной передачи информации с высоким уровнем безопасности. Стоит отметить, что стратегия проектирования является обобщенной и может быть расширена для достижения других функций формирования формы волны, таких как генерация пространственного структурированного света и узлы поляризации
|
|
|
|
Источник
|
