Исследователи из Сент-Эндрюсского университета (Великобритания) представили экспериментальное устройство, объединяющее органические светодиоды (OLED) с голографическими метаповерхностями (ГМ). Работа опубликована в журнале Light: Science & Applications и описывает принципиально новый подход к созданию компактных голографических систем без использования лазеров.
Проблема традиционных голограмм
До сих пор генерация голограмм требовала:
- когерентного источника света (лазера),
- сложных оптических схем,
- высокой энергоёмкости и больших габаритов.
Это делало интеграцию голографии в мобильные устройства (смартфоны, носимые гаджеты, AR-очки) технически и экономически нецелесообразной.
Суть нового подхода
Учёные заменили лазер на стандартный OLED-пиксель, излучающий некогерентный свет, и добавили голографическую метаповерхность — ультратонкий слой наноструктур, расположенный прямо над излучателем.
Метаповерхность состоит из «метаатомов» — элементов размером ~100 нм (примерно 1/1000 толщины волоса). Каждый метаатом локально изменяет фазу, поляризацию и направление проходящего через него света. Совокупность таких модификаций формирует сложную интерференционную картину — то есть голограмму.
Ключевые преимущества
- Отказ от лазера — использование стандартных OLED делает систему совместимой с существующими производственными линиями.
- Миниатюризация — всё устройство может быть выполнено в виде тонкой плёнки, интегрируемой в экраны, датчики или оптические модули.
- Энергоэффективность — OLED потребляет значительно меньше энергии, чем лазерные системы.
- Масштабируемость — потенциально можно управлять множеством метаповерхностей через один OLED-пиксель или массив таких пикселей.
Особенно важно: для формирования полной голограммы достаточно одного OLED-пикселя, в то время как традиционные дисплеи требуют тысяч пикселей для отображения того же изображения.
Потенциальные применения
Хотя технология пока находится на лабораторном этапе, её возможные сценарии включают:
- AR/VR-устройства с голографическим отображением без объёмных проекторов,
- Оптические сенсоры высокого разрешения для биомедицины и микроанализа,
- Беспроводная оптическая связь (Li-Fi с пространственной модуляцией),
- Защита от подделок — голографические метки, не поддающиеся копированию,
- Миниатюрные проекторы в смартфонах и носимых устройствах.
Ограничения и перспективы
- Текущий прототип демонстрирует монохромные голограммы небольшого размера.
- Для цветной голографии потребуется многослойная метаповерхность или массив OLED разных спектров.
- Массовое внедрение возможно не ранее 2027–2030 годов, после решения задач по надёжности наноструктур, температурной стабильности и стоимости производства.
Заключение
Исследование не представляет готовый продукт, но устраняет один из ключевых барьеров — зависимость от лазеров. Объединение OLED и метаповерхностей открывает путь к интеграции голографии в повседневную электронику, не требуя радикальных изменений в производственных процессах.
Это не «голограммы из Star Wars».
Это следующий шаг к тому, чтобы они стали реальными — не как рекламный трюк, а как практический инструмент.
Подписывайся, чтобы оставаться в курсе событий.