Dévoilement du premier écran holographique extensible

L'une des grandes avancées des sciences des matériaux ces dernières années a été le développement de métamatériaux et de métasurfaces aux propriétés optiques introuvables dans la nature. Ces matériaux contiennent des éléments répétitifs qui interagissent avec les ondes électromagnétiques pour réfléchir, plier et déformer la lumière.

De cette façon, les chercheurs ont construit des matériaux avec un indice de réfraction négatif, des lentilles à super résolution et même des capes d'invisibilité. Le même genre d'astuces est également possible avec des surfaces réfléchissantes. Les chercheurs ont créé des métasurfaces qui agissent comme des lentilles plates, des générateurs de faisceaux vortex et même des hologrammes générés par ordinateur.

Et cela soulève une question intéressante : jusqu'où les scientifiques des matériaux peuvent-ils pousser cette technologie ?

Aujourd'hui, nous le découvrons grâce au travail de Stephanie Malek et de ses amis de l'Université de Pennsylvanie à Philadelphie. Ils ont imprimé un hologramme sur une métasurface et montré comment il change lorsque le film est étiré. L'œuvre montre la voie vers un nouveau type d'affichage qui change les informations qu'il affiche au fur et à mesure qu'il s'étire.

Les métasurfaces sont simples en théorie. L'idée est qu'un réseau de minuscules tiges conductrices peut influencer la façon dont la lumière se reflète sur elles. En faisant varier dans l'espace l'orientation des tiges, il est possible de créer des motifs dans la lumière réfléchie. À partir de là, il s'agit d'un calcul informatique simple pour déterminer comment disposer les tiges conductrices pour créer un hologramme.

La première tâche consiste à créer un réseau de nanotiges d'or et à les incorporer dans un film flexible, dans ce cas une sorte de polymère de type lentille de contact appelé PDMA. Malek et co le font en recouvrant une plaquette de silicium avec du plastique, puis en utilisant la photolithographie pour découper le motif souhaité.

Ils enduisent ensuite le plastique restant d'or, puis versent du PDMA sur la surface afin qu'il forme une couche qui recouvre les tiges d'or et comble les espaces entre les deux.

Enfin, l'équipe décolle cette couche de PDMA, emportant avec elle les nanobâtonnets d'or. Le résultat est une fine couche de PDMA contenant des nanotiges d'or dans le motif qui crée l'hologramme souhaité.

Malek and co vont un peu plus loin en créant un hologramme contenant deux ou plusieurs images qui apparaissent à des distances différentes de la surface. Ils montrent ensuite que l'étirement de la couche modifie la distance entre les nanorods, agrandit les hologrammes et modifie leur distance par rapport au film.

Cela crée un effet intéressant. Quiconque regarde l'hologramme à une distance spécifique voit le premier hologramme se transformer en second, puis revenir à mesure que le film est étiré et détendu. Lors de l'étirement, ces appareils peuvent basculer l'image holographique affichée entre plusieurs images distinctes, disent Malek et co.

L'équipe a testé l'idée avec un certain nombre d'hologrammes qui affichent un un suivi d'un deux, un cercle suivi d'un carré suivi d'un triangle, etc.

Et cela suggère que la technologie pourrait être utilisée pour un tout nouveau type d'affichage. Les hologrammes de métasurface extensibles peuvent s'avérer utiles pour des applications telles que la réalité virtuelle, les écrans plats et la communication optique, déclarent Malek et co, qui ont déjà démontré une métasurface extensible qui fonctionne comme un zoom, augmentant le grossissement de 1,7 fois lorsqu'il est étiré.

On dirait que les métasurfaces sont enfin proches du monde commercial. Nous serons intéressés de voir comment cela et d'autres développements apparaissent sur le marché.

Réf : arxiv.org/abs/1702.03810 : Strain Multiplexed Metasurface Holograms sur un substrat étirable

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