ETH$1,581.31+0.21%CAT$1,017.05-0.45%EWL$62.54+2.15%

Un nou tip de pixel, capabil să emită și să „vadă” lumină în același timp, ar putea deschide drumul către ecrane care funcționează și ca senzori optici, inclusiv către dispozitive de tip cameră–display (ecrane care afișează imagini și, simultan, detectează lumina incidentă), potrivit Gizmodo.

Cercetători de la ETH Zurich (Elveția) au creat așa-numitul „Fourier pixel”, descris ca un pixel care poate genera și detecta câmpuri de lumină „arbitrare”, prin manipularea mai multor atribute ale luminii: intensitatea, fazele de oscilație și polarizarea. Rezultatele au fost publicate într-un articol științific în Nature.

De ce contează: de la pixeli „unidirecționali” la control bidirecțional al luminii

În mod obișnuit, pixelii din tehnologiile actuale fie emit lumină (în ecrane), fie o măsoară (în senzori), dar nu fac ambele lucruri simultan. În lucrarea citată, autorii notează că pixelii lucrează local, în principal cu intensitatea luminii, adică doar cu o singură proprietate.

Fourier pixelul ar extinde această funcționalitate, fiind descris de autori ca un „element optic compact” care poate controla „în câmp complet” (full-field) lumina. David Norris, fizician optic și coautor al studiului, argumentează că miza este cantitatea mare de informație pe care o poate transporta lumina dacă îi pot fi controlate complet atributele.

„Această abilitate este importantă pentru că lumina poate transporta multă informație dacă îi putem controla complet toate atributele”, a spus David Norris.

Cum funcționează: microstructuri ondulate și „suprafețe Fourier”

Tehnologia se bazează pe fenomene de fizică optică și pe o microstructură ondulată proiectată precis, care interacționează cu unde de suprafață. Denumirea vine de la principiile matematice asociate lui Joseph Fourier, pe care echipa le-a folosit și în lucrări anterioare pentru a crea suprafețe „arbitrar ondulate”.

În noul rezultat, cercetătorii au testat dacă undele luminoase împrăștiate pot fi convertite în unde ghidate și într-un tipar optic care poartă informație relevantă. În termeni practici, partea „sculptată” a interfeței (pixelul) poate atât să genereze, cât și să detecteze proprietăți-cheie ale luminii (amplitudine, fază, polarizare) pentru a reprezenta imagini sau informație.

Norris mai susține că proiectarea acestor pixeli ar necesita „matematică relativ simplă”, ceea ce i-ar face mai „flexibili și convenabili” pentru aplicații.

Ce aplicații sunt vizate și care sunt limitele de azi

Echipa anticipează utilizări în tehnologii de generație următoare, inclusiv:

• afișaje holografice;
• realitate augmentată;
• optică adaptivă (sisteme care își ajustează ieșirea în funcție de ce detectează);
• comunicații optice;
• dispozitive de tip cameră–display, în care fiecare pixel emite și detectează lumină.

Totuși, autorii recunosc că, în acest moment, au reușit să creeze doar rețele foarte mici de Fourier pixeli, iar ideea de „camera display” rămâne deocamdată la nivel speculativ, nu o aplicație gata de produs. Studiul este prezentat ca un pas într-o direcție încă puțin explorată, mai degrabă decât ca o tehnologie pregătită pentru integrare imediată în ecranele comerciale.