Melodia curentă

Titlu

Artist


O nouă modalitate de a face ochelari pentru realitate virtuală

Scris de pe mai 15, 2021

Imaginea este totul pe piața de 20 de miliarde de dolari pentru ochelarii de realitate virtuală (AR / VR). Consumatorii caută ochelari compacți și ușor de purtat, care oferă imagini de înaltă calitate, cu elemente optice acceptabile din punct de vedere social. Cercetătorii Universității din Rochester de la Institutul de Optică au venit cu o tehnologie nouă pentru a oferi acele atribute cu efect maxim. Într-o lucrare din Science Advances, aceștia descriu imprimarea opticii de formă liberă cu un element optic nanofotonic numit „o metasurfață”. Metasuprafața este o adevărată pădure de structuri minuscule, argintii, la nano-scară pe o peliculă subțire metalică care se conformează formei libere a opticii – realizând o nouă componentă optică pe care cercetătorii o numesc metaformă. Metaforma este capabilă să sfideze legile convenționale ale reflexiei, adunând razele de lumină vizibile care intră într-un ocular AR / VR din toate direcțiile și le redirecționează direct în ochiul uman. Nick Vamivakas, profesor de optică cuantică și fizică cuantică, a comparat structurile la scară nanomatică cu antenele radio la scară mică. „Când acționăm dispozitivul și îl iluminăm cu lungimea de undă potrivită, toate aceste antene încep să oscileze, radiază o nouă lumină care oferă imaginea pe care o dorim în aval.” „Metasuprafețele se mai numesc și„ optică plată ”, așadar scrierea metasuprafețelor pe optica de formă liberă creează un tip complet nou de componentă optică”, spune Jannick Rolland, profesorul de inginerie optică Brian J. Thompson și directorul Centrului pentru optică de formă liberă.

 Rolland adaugă: „Acest tip de componentă optică poate fi aplicată la orice oglindă sau lentilă, așa că găsim deja aplicații în alte tipuri de componente”, cum ar fi senzorii și camerele mobile. prima demonstrație a necesitat mulți ani pentru finalizare. Scopul este de a direcționa lumina vizibilă care intră în ochelarii AR / VR către ochi. Noul dispozitiv folosește un combinator optic liber pentru a face acest lucru. Cu toate acestea, atunci când combinatorul face parte din optica de formă liberă care se curbează în jurul capului pentru a se conforma unui format de ochelari, nu toată lumina este direcționată către ochi. Optica de formă liberă singură nu poate rezolva această provocare specifică. De aceea, cercetătorii au fost nevoiți să folosească o metasuprafață pentru a construi o nouă componentă optică. „Integrarea acestor două tehnologii, a formei libere și a metasuprafețelor, înțelegerea modului în care ambele interacționează cu lumina și valorificarea acestui fapt pentru a obține o imagine bună a fost o provocare majoră”, spune autorul principal Daniel Nikolov, inginer optic în grupul de cercetare Rolland. Provocarea fabricației Un alt obstacol era trecerea „de la macroscală la nanoscală”, spune Rolland. Dispozitivul de focalizare efectiv măsoară aproximativ 2,5 milimetri. Dar chiar și asta este de 10.000 de ori mai mare decât cea mai mică dintre nanostructurile imprimate pe optica de formă liberă.

„Din punct de vedere al designului, a însemnat schimbarea formei obiectivului de formă liberă și distribuirea nanostructurilor pe obiectiv într-un mod în care cele două funcționează în sinergie, astfel încât să obțineți un dispozitiv optic cu o performanță optică bună”, spune Nikolov. Acest lucru a cerut lui Aaron Bauer, un inginer optic din grupul lui Rolland, să găsească o modalitate de a ocoli incapacitatea de a specifica direct metasuprafețele în software-ul de proiectare optică. De fapt, s-au folosit diferite programe software pentru a realiza un dispozitiv metaform integrat. Fabricația a fost descurajantă, spune Nikolov. A fost necesară folosirea litografiei cu fascicul de electroni, în care fasciculele de electroni au fost folosite pentru a tăia secțiuni ale metasurfei cu peliculă subțire unde trebuiau depuse nanostructurile de argint. Scrierea cu fascicule de electroni pe suprafețe cu formă liberă curbată este atipică și necesită dezvoltarea de noi procese de fabricație. Cercetătorii au folosit o mașină de litografie cu fascicul de electroni JEOL (EBL) la instalația de nanofabricare Lurie de la Universitatea din Michigan. Pentru a scrie metasuprafețele pe o optică de formă liberă curbată, au creat mai întâi o hartă 3D a suprafeței de formă liberă folosind un sistem de măsurare cu sondă laser. Harta 3D a fost apoi programată în mașina JEOL pentru a specifica la ce înălțime fiecare din nanostructuri trebuia fabricată. „Împingeam capacitățile mașinii”, spune Nikolov. Fei Cheng, asociat postdoctoral în grupul Vamivakas; Hitoshi Kato, un reprezentant JEOL din Japonia, și personalul din Michigan al laboratorului de nanofabricare, au colaborat cu Nikolov pentru a realiza fabricație de succes „după mai multe iterații ale procesului”. „Acesta este un vis devenit realitate”, spune Rolland. „Acest lucru a necesitat o muncă integrată în echipă, unde fiecare contribuție a fost esențială pentru succesul acestui proiect.”

Sursa: scitechdaily.com


Opiniile cititorului

Lasă un comentariu

Your email address will not be published. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *