연구원들은 액정으로 평평한 마법의 창을 만듭니다.

연구원들은 액정으로 평평한 마법의 창을 만듭니다. 고대의 빛 속임수에서 영감을 받은 기술로 새로운 유형의 3D 디스플레이 구현 가능 날짜: 2022년 5월 5일 원천: 광학 요약: 연구원들은 액정을 사용하여 평평한 마술 창을 만들었습니다. 빛이 비칠 때 숨겨진 이미지를 생성하는 투명한 장치입니다. 투명 액정 매직 윈도우를 만드는 과정은 원하는 이미지를 생성할 수 있습니다. 이 과정을 통해 빛을 투과하지 않고 반사하여 이미지를 생성하는 마법의 거울을 만들 수도 있습니다. 이 기술은 수천 년 전에 중국과 일본에서 시작된 아주 오래된 가벼운 트릭에 대한 새로운 변형을 나타냅니다. 처음으로 연구원들은 액정을 사용하여 평평한 마술 창을 만들었습니다. 빛이 비칠 때 숨겨진 이미지를 생성하는 투명한 장치입니다. 이 기술은 아주 오래된 라이트 트릭에 대한 새로운 트위스트를 나타냅니다. 수천 년 전 중국과 일본의 장인들은 청동 거울을 만들었습니다. 청동 거울은 사람의 반사를 볼 때 일반 평면 거울처럼 보이지만 직사광선을 받으면 또 다른 이미지를 형성합니다. 20세기 초까지 과학자들이 거울 뒷면에 투사된 이미지가 이미지를 형성하게 하는 작은 표면 변형을 생성하기 때문에 이러한 장치가 작동한다는 것을 이해하는 데 시간이 걸렸습니다. 하이테크 디스플레이용 액정. 오타와 대학의 연구팀장인 Felix Hufnagel은 "우리가 만든 마법의 창은 육안으로는 완벽하게 평평해 보이지만 실제로는 빛에 반응하여 이미지를 생성하는 약간의 변형이 있습니다"라고 말했습니다. "창문을 비교적 매끄럽게 디자인함으로써 생성된 이미지를 창에서 멀리 떨어진 곳에서 볼 수 있습니다." Optica 에서 Hufnagel과 동료들은 원하는 이미지를 생성할 수 있는 투명한 액정 매직 윈도우를 만들기 위해 개발한 프로세스를 설명합니다. 이 과정을 통해 빛을 투과하지 않고 반사하여 이미지를 생성하는 마법의 거울을 만들 수도 있습니다. Hufnagel은 "액정을 사용하여 마법의 창이나 거울을 만드는 것은 언젠가 역동적인 예술적 마법의 창이나 영화를 제작하기 위한 재구성 가능한 버전을 만드는 것을 가능하게 할 것"이라고 말했습니다. "긴 초점 심도를 얻을 수 있는 능력은 다른 거리에서 볼 때에도 안정적인 3D 이미지를 생성하는 3D 디스플레이에 유용한 접근 방식을 만들 수 있습니다." 액정으로 마법을 창조하다 과학자들은 수십 년 동안 고대 청동 마술 거울이 작은 표면 변화의 결과로 이미지를 형성한다는 것을 이해했지만 영국 브리스톨 대학의 수학 물리학자인 마이클 베리가 이 효과에 대한 수학적 기초를 도출한 것은 2005년이 되어서였습니다. . 그는 나중에 이 지식을 확장하여 반사 마법 거울 외에 투명한 마법 창에 대한 이론적 기반을 개발했습니다. 이 작업은 Hufnagel과 동료들이 액정을 기반으로 한 마법의 창을 만드는 데 영감을 주었습니다. 액정은 기존의 액체처럼 흐를 수 있지만 고체 결정처럼 배향할 수 있는 분자를 가진 물질입니다. 새로운 작업에서 연구원들은 조명을 받았을 때 원하는 이미지가 생성되도록 하는 특정 액정 패턴을 생성하는 잘 알려진 제조 공정의 수정된 버전을 사용했습니다. 그들은 Pancharatnam-Berry 위상이라는 잘 알려진 원리로 작동하는 액정 장치인 Pancharatnam-Berry 광학 소자(PBOE)를 사용했습니다. 이 장치에서 액정 분자의 방향을 변경함으로써 연구원들은 픽셀 단위로 장치를 통과할 때 빛의 속성을 변경할 수 있습니다. 여러 거리에서 안정적인 이미지 "개념적 수준에서 Berry가 개발한 이론은 원거리에서 안정적인 이미지를 생성하기 위해 이러한 액정이 어떻게 배향되어야 하는지를 결정하는 데 중요한 역할을 했습니다."라고 Hufnagel이 말했습니다. "Berry의 Laplacian 이미지 이론에 의해 규정된 부드러운 변화와 함께 평평한 광학 요소와 액정 패턴을 사용하면 마술 창이 그것을 통해 볼 때 정상 또는 평평하게 보일 수 있습니다." 마술 거울과 창문을 제작한 후 연구원들은 카메라를 사용하여 두 장치에서 생성된 빛의 강도 패턴을 측정했습니다. 레이저 빔을 비추면 거울과 창 모두 카메라와 거울 또는 창 사이의 거리가 변하더라도 안정적으로 유지되는 가시 이미지를 생성했습니다. 연구원들은 또한 장치가 LED 광원으로 조명될 때 이미지를 생성하여 실제 응용 분야에서 사용하기에 더 실용적임을 보여주었습니다. 연구원들은 현재 그들의 제조 방식을 사용하여 양자 마법 판을 만들기 위해 노력하고 있습니다. 예를 들어, 이 판 중 2개는 새로운 양자 이미징 프로토콜을 연구하는 데 사용할 수 있는 얽힌 이미지를 생성할 수 있습니다. 그들은 또한 액정 이외의 접근 방식을 사용하여 마법의 창을 제작할 수 있는 가능성을 모색하고 있습니다. 예를 들어, 마법 창 장치를 만들기 위해 유전체 메타표면을 사용하면 대역폭을 늘리면서 공간을 줄일 수 있습니다.