Los investigadores han diseñado un nuevo dispositivo basado en chips que puede dar forma y dirigir la luz azul sin partes móviles. El dispositivo podría reducir en gran medida el tamaño de los componentes de proyección de luz utilizados para la realidad aumentada y una variedad de otras aplicaciones.
"Nuestra plataforma de matriz en fase azul puede reconfigurar de manera rápida y precisa la luz visible para muchas aplicaciones emergentes, abarcando pantallas holográficas, procesamiento de información cuántica y detección y estimulación biológica", dijo el líder del equipo de investigación Michal Lipson de la Universidad de Columbia. "Allana el camino paraproyección de luz a escala de chip en todo el rango visible con un gran campo de visión y puede miniaturizar los sistemas ópticos voluminosos actuales ".
Lipson y sus colegas describen el nuevo dispositivo en la revista The Optical Society OSA Cartas ópticas . Es la primera matriz óptica en fase OPA a escala de chip que opera en longitudes de onda azules utilizando una plataforma de nitruro de silicio. Las OPA funcionan como lentes reconfigurables al permitir reconfiguraciones arbitrarias de patrones de luz 3D.
La nueva OPA se desarrolló como parte de un proyecto financiado por DARPA que tiene como objetivo crear una pantalla montada en la cabeza ligera y de baja potencia que proyecte información visible en la retina con una resolución extremadamente alta y un gran campo de visión. Este tipo de aumentola visualización no es posible hoy porque los componentes de proyección de luz utilizados para dar forma y dirigir la luz son voluminosos y tienen un campo de visión limitado.
Operando en lo visible
Las OPA ofrecen una alternativa a los dispositivos de proyección de luz voluminosa, pero generalmente se hacen con silicio, que solo se puede usar con longitudes de onda del infrarrojo cercano. Las longitudes de onda azules requieren OPA hechas de un material semiconductor como el nitruro de silicio que funciona a longitudes de onda visibles. Sin embargo,La fabricación y los desafíos materiales han hecho que sea práctico lograr un OPA azul práctico
Los investigadores recientemente optimizaron los procesos de fabricación de nitruro de silicio para superar este desafío. En el nuevo trabajo, aplicaron esta nueva plataforma para crear una OPA basada en chips.
"Las longitudes de onda más pequeñas se dispersan más, lo que resulta en una mayor pérdida de luz si la fabricación del dispositivo no es perfecta", dijo Min Chul Shin, co-primer autor del artículo. "Por lo tanto, demostrar una OPA que opera en longitudes de onda azules significa que podemos lograresto en todo el rango visible "
Utilizando las nuevas OPA de luz azul, los investigadores demostraron la dirección del haz sobre un campo de visión de 50 grados. También mostraron los beneficios potenciales de este tipo de plataforma para la proyección de imágenes al generar imágenes 2D de letras.
"Todos los chips que hemos probado funcionaron bien", dijo Aseema Mohanty, coautora del artículo. "La integración a gran escala de este sistema se puede lograr utilizando las técnicas de litografía actuales. Por lo tanto, esta nueva plataforma presenta una plataformapara una proyección de luz volumétrica 3D a escala de chip totalmente reconfigurable en todo el rango visible "
Aplicaciones de informática a biología
El nuevo OPA azul podría ser útil para las computadoras cuánticas de iones atrapados, que requieren láseres en el rango espectral visible para la estimulación óptica a escala de micras. Las computadoras cuánticas de iones atrapados se encuentran entre los diseños prácticos más prometedores para la computación cuántica, una tecnología emergente que se espera queser significativamente más rápido que la informática tradicional.
Los nuevos dispositivos basados en chips también podrían usarse para la optogenética, que usa luz visible para controlar las neuronas y otras células en el tejido vivo. Por ejemplo, los dispositivos podrían usarse para hacer un dispositivo implantable para estimular las etiquetas sensibles a la luz en las neuronasen modelos animales de enfermedad.
Los investigadores planean optimizar aún más el consumo de energía eléctrica de la OPA porque la operación de baja potencia es crucial para pantallas de realidad aumentada y aplicaciones optogenéticas livianas montadas en la cabeza.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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