Революция при дисплеите: Ново фотонно устройство обещава „безкрайна“ разделителна способност

Учени разработиха радикално ново фотонно устройство, което премахва ограниченията на пикселите. Технологията може да доведе до дисплеи с резолюция, далеч надхвърляща възможностите на човешкото око.

Екип от изследователи от САЩ разработи нов клас фотонни микрочипове, които могат точно и мащабно да прожектират светлина в свободното пространство. Технологията използва хиляди микроскопични структури, наподобяващи миниатюрни трамплини, които се извиват нагоре от повърхността на чипа и излъчват лазерни лъчи. Този дизайн позволява светлината да се контролира с безпрецедентна прецизност. Разработката би могла да намери приложение в дисплеи със свръхразделителна способност, лидари за микророботи, 3D принтиране и квантови изчисления.

Проектът е резултат от програмата Quantum Moonshot, която има за цел да създаде нова платформа за квантови изчисления, използвайки кубити на базата на диамант. Тези кубити се управляват от лазерни лъчи и изследователите са имали нужда от начин да взаимодействат с милионите кубити едновременно. Традиционните методи с отделни лазери не могат да направят това.

Изследователи от Масачузетския технологичен институт и други институции откриха нов производствен метод, който създава двуслойни структури от силициев нитрид и алуминиев нитрид. При охлаждане след високотемпературно производство тези материали се разширяват по различен начин, като се огъват нагоре. Ефектът е подобен на биметалната пластина в термостатите.

Светлината от вълноводите се насочва към тези „трамплини“, а поредица от модулатори позволява бързо и точно включване/изключване на лазерите и прожектиране на светлината. Модулаторите могат да излъчват светлина с различни цветове и чрез промяна на честотата на светлината да регулират плътността на излъчвания модел. По този начин те по същество могат да създават светлинни изображения в пространството.

Системата е толкова стабилна, че не се нуждае от корекция на грешките – моделът остава неподвижен, пише MIT News. Отделните светлинни точки, или пиксели, са много малки, така че могат да се използват за създаване на дисплеи с много висока разделителна способност: 30 000 пиксела се побират на площ, на която биха се поместили само два пиксела на дисплея на обикновен смартфон.

„Нашата платформа е идеалният оптичен модул, защото нашите пиксели се доближиха до физическата граница на това колко малки могат да бъдат пикселите“,

казва Хенри Уен, един от ръководителите на проекта.

Потенциалните приложения на технологията включват компактни дисплеи, квантови изчисления, лидари за малки роботи, свръхбърз 3D печат и лаборатории върху чипа. В бъдеще изследователите планират да увеличат мащаба на системата, да подобрят равномерността и издръжливостта и да създадат масиви от няколко чипа с още по-голяма мощност.

Един от най-големите проблеми на очилата за виртуална реалност е т.нар. „ефект на мрежата“ (screen-door effect), при който потребителят вижда разстоянията между пикселите поради близостта на екрана до очите. С новата фотонна технология този ефект изчезва напълно.