近日，圣安德魯斯大學公布了一項全息顯示研究，該技術未來或可改變智能設備、通信、游戲及娛樂行業的現有形態。

在《光：科學與應用》（Light: Science & Applications）期刊發表的一項研究中，該校物理與天文學學院的研究人員將全息超表面（HMs）與有機發光二極管（OLEDs）相結合，研發出一種新型光電子設備。

圖片來源：光：科學與應用

此前，全息圖的制作一直依賴激光技術。而研究人員發現，采用OLED與全息超表面的組合方案，不僅流程更簡便、設備體積更小巧，成本也可能更低，且更易于推廣應用——這一突破成功解決了阻礙全息技術大規模普及的核心難題。

文章指出，OLED是一種薄膜器件，目前已廣泛用于制造手機屏幕及部分電視的彩色像素。作為一種平面面光源，OLED還在光無線通信、生物光子學、傳感等新興領域嶄露頭角：其與其他技術的高度兼容性，使其成為打造小型化光基平臺的理想選擇。

全息超表面則是由“超原子”構成的薄平面陣列，每個“超原子”的尺寸約為一根頭發絲直徑的千分之一。這種結構專門用于調控光的特性，可用于制作全息圖，應用場景覆蓋數據存儲、防偽、光學顯示、高數值孔徑透鏡（如光學顯微鏡）及傳感等多個領域。

不過，此次研究是首次將兩種技術結合，用于制造全息顯示的基礎組件。

研究人員發現，若對每個“超原子”的形狀進行精細設計，使其能夠控制穿過自身的光束特性，它便能成為全息超表面的一個“像素”。當光線穿過全息超表面時，其特性會在每個“像素”位置發生細微改變。

借助這些特性變化，結合光的干涉原理（即光波相互作用時會形成復雜圖案），就能在超表面的另一側呈現出預先設計好的圖像。

該校物理與天文學學院的伊弗塞繆爾教授表示：“我們很高興能為OLED技術開辟這一新方向。將OLED與超表面結合，也為全息圖生成及光調控提供了全新思路。”

物理與天文學學院納米光子學教授安德里亞迪法爾科指出：“全息超表面是調控光特性的最通用材料平臺之一。通過這項研究，我們掃除了阻礙超材料進入日常應用的關鍵技術障礙。這一突破將推動全息顯示架構升級，為虛擬現實、增強現實等新興領域的應用帶來質的飛躍。”

同樣來自該學院的格雷厄姆特恩布爾教授補充道：“傳統OLED顯示屏通常需要數千個像素才能呈現簡單圖像，而這種新方法僅用一個OLED像素就能投射出完整圖像。”

在此之前，研究人員僅能利用OLED制作極為簡單的圖形，這限制了其在部分場景中的應用。而此次突破為研發小型化、高集成度的超表面顯示器提供了可行路徑。（來源：IT之家）