Attraverso un preciso controllo strutturale, I ricercatori di A*STAR hanno codificato un singolo pixel con due colori distinti e hanno utilizzato questa capacità per generare un'immagine stereoscopica tridimensionale.

Capire come includere due tipi di informazioni nella stessa area è stata una sfida allettante per Xiao Ming Goh, Joel Yang e i loro colleghi dell'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering. Sapevano che una tale capacità poteva aiutare una vasta gamma di applicazioni, inclusi display a colori tridimensionali ad altissima definizione e misure anticontraffazione all'avanguardia. Così hanno iniziato a progettare un'architettura di nanostrutture che potesse fornire più "risparmio di denaro".

Avendo precedentemente utilizzato materiali plasmonici per generare stampe a colori al limite di diffrazione ottica variando con attenzione le dimensioni e la spaziatura della nanostruttura, Yang pensava che la polarizzazione sarebbe stata una direzione promettente da perseguire. "Abbiamo deciso di estendere la nostra ricerca a stampe che avrebbero mostrato immagini diverse a seconda della polarizzazione della luce incidente, " lui spiega.

La principale sfida da superare è stata la miscelazione dei colori tra polarizzazioni, un fenomeno noto come cross-talk. Goh e Yang hanno testato due nanostrutture di alluminio come array di pixel:ellissi e due quadrati separati da uno spazio molto piccolo (noti come dimeri nanoquadrati accoppiati).

Ogni disposizione dei pixel aveva i suoi pro e contro. Mentre le ellissi offrivano una gamma di colori più ampia ed erano più facili da modellare rispetto ai dimeri nanoquadrati, hanno anche mostrato un cross-talk leggermente superiore. In contrasto, i dimeri nanoquadrati accoppiati avevano una diafonia inferiore ma soffrivano di una gamma di colori molto ristretta.

A causa del loro cross-talk inferiore, i dimeri nanoquadrati accoppiati sono stati ritenuti candidati migliori per la codifica di due immagini sovrapposte sulla stessa area che potrebbe essere visualizzata utilizzando diverse polarizzazioni incidenti.

Mentre la tavolozza dei colori dei dimeri nanoquadrati accoppiati potrebbe essere ampliata variando la larghezza e la spaziatura tra i quadrati adiacenti in ciascun dimero nanoquadrato, le ellissi erano migliori per dimostrare l'ampia gamma di colori ottenibile.

Per di più, i ricercatori hanno utilizzato questi array di pixel per generare un'immagine stereoscopica tridimensionale. Hanno raggiunto questo obiettivo utilizzando le ellissi come elementi pixel, compensando con cura le immagini e scegliendo colori di sfondo che riducono al minimo il cross-talk.

"Essere in grado di stampare due immagini sulla stessa area e, ulteriore, la generazione di un'immagine stereoscopica tridimensionale apre molte nuove strade per le applicazioni, " commenta Goh.

Ma le possibilità non finiscono qui. nanostrutture complesse, comprese le forme circolarmente asimmetriche, offrire molte più opzioni. "Utilizzando ulteriori polarizzazioni circolari, potremmo codificare più immagini ― cioè, non solo due, ma tre o più immagini in una singola area, "Goh spiega.