斯图加特大学Andrea Mayer-Gren撰写
学分:斯图加特大学朱利安·喀斯特
视频会议在新冠肺炎大流行期间发挥了关键作用，并将主导未来的许多会议
为了实现面对面对话的真实感觉，需要三维视频，然而全息技术仍然缺失
德国斯图加特大学的研究人员现在引入了一种全新的方法来实现这种动态全息显示，该方法基于由导电金属聚合物制成的可电切换等离子体纳米天线
这一关键要素提供了缺失的技术，以视频速率实现全息显示，这将使虚拟会议具有“真实生活”的感觉
详细介绍这项工作的论文已于2021年10月29日发表在《科学》杂志上
创建令人印象深刻的三维静态图像的全息图是众所周知的
使用来自高速互联网连接的数据以视频速率切换的动态全息图直到现在都是不可能的
以前，限制因素是显示分辨率
全息图像需要50，000 dpi(每英寸像素)的分辨率，比最好的智能手机显示器高100倍
对于这样的分辨率，必须将像素尺寸减小到半微米(千分之一毫米)
然而，当前的液晶技术不允许这样的小像素，被限制在几微米的像素大小
斯图加特大学的研究人员成功打破了这一基本障碍
在物理学和化学的跨学科合作中，他们提出了使用电可切换等离子体纳米天线的想法，这种天线的尺寸只有几百纳米，由导电聚合物制成
几年来，研究人员已经创建了生成静态三维全息图的元表面
然而，它们的组件，或者说纳米天线，是由金或铝等金属组成的，不能像普通的液晶材料那样进行开关
经过几年寻找合适的材料，博士
D
学生朱利安·喀斯特和纳米光子学专家博士
教授小组的马里奥·亨策尔
哈拉尔德·吉森与高分子化学家教授
萨宾·路德维希和她的团队发现导电聚合物可能是可转换等离子体振子的候选材料
萨宾·路德维希贡献了她在这种功能聚合物的电化学转换方面的专业知识，这是2000年诺贝尔化学奖的焦点
到目前为止，这种材料主要用于柔性显示器和太阳能电池的电流传输
与洁净室负责人莫尼卡·乌布尔(Monika Ubl)合作，喀斯特和亨策尔开发了一种利用电子束光刻和蚀刻相结合来纳米化金属聚合物的工艺，从而制造出等离子体纳米天线
研究小组表明，通过施加正负1伏的电压，纳米天线的光学外观可以在闪亮金属和透明材料之间切换
这种切换效果甚至可以在30赫兹的视频速率下工作
尽管纳米天线只有几十纳米厚，尺寸不到400纳米，但与当前最先进技术中使用的大得多、厚得多的液晶一样，它们也能完成同样的工作
这些新设备达到了大约50的所需像素密度
000 dpi
喀斯特用纳米天线创造了一个简单的全息元表面，可以通过施加电压将红外激光束偏转10度到一侧
目前，他正致力于将这种偏转应用于自动驾驶汽车的激光雷达设备的许多角度，这是汽车行业非常感兴趣的
此外，喀斯特创造了一个全息图，表现得像一个光学镜头，可以打开和关闭，只需施加1伏
这项技术对于未来的智能手机摄像头或光学传感器至关重要，它们可以通过切换施加的电压从广角变焦到远摄
目前，这项功能需要多达四个镜头
未来，教授
哈拉尔德·吉森和他的团队致力于单独处理每个像素，以视频速率随意动态改变全息图
此外，聚合物纳米天线的光学特性必须转移到可见波长范围内，这需要化学家和材料科学家的合作
与工程师一起，集成的动态可切换光学显示器和第一个移动全息图可以集成到AR/VR护目镜中，并最终集成到智能手机屏幕甚至电视上
将摩尔定律应用于显示技术，这一进步约为100倍，可能在2035年左右实现商业化
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