O hologramă în palma ta: cât de aproape suntem de o asemenea realizare?

Vă amintiţi scena din „Războiul stelelor”, în care o hologramă miniaturală a prinţesei Leia transmite mesajul prin care aceasta cerea ajutor? Din punct de vedere tehnologic, am fi încă departe de aşa ceva, dar o invenţie recentă a specialiştilor de la MIT ne aduce cu un pas mai aproape de reuşită.

Oamenii de ştiinţă de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) au construit un dispozitiv format dintr-o grilă de 4.096 antene miniaturale (64x64) care emit fascicule de radiaţie infraroşie pentru a crea un anumit model. Ansamblul a putut genera o imagine - în acest caz logo-ul MIT - care „pluteşte” la câţiva milimetri în faţa grilei.

Este pentru prima dată când se construieşte o reţea de acest tip cu atât de multe componente (un proiect anterior cuprindea doar 16 mini-antene).

De asemenea, este primul dispozitiv care poate emite fiecare fascicul dintr-o antenă individuală atât în direcţie orizontală, cât şi verticală, putând astfel genera imagini tridimensionale.

Reuşita deschide noi posibilităţi în domeniul holografiei, ca şi în proiectarea unor dispozitive precum senzori biomedicali etc. Tehnologia poate fi, de asemenea, folosită în comunicaţii, deoarece controlul precis al undelor luminoase reduce interferenţa şi zgomotul.

Mini-antenele construiote de cercetătorii de la MIT controlează atât faza, cât şi intensitatea luminii transmise. Două fascicule luminoase defazate cu 180 grade, transmise împreună, se anulează reciproc. În acelaşi timp, undele luminoase care sunt doar uşor defazate interferează unele cu altele şi îşi pot spori reciproc intensitatea în anumite puncte, făcând lumina mai intensă sau mai slabă în funcţie de măsura în care sunt defazate.

În acest fel se poate obţine o imagine care se formează în faţa dispozitivului ce emite lumina, la o oarecare distanţă de el.

Deşi tehnologia undelor defazate nu este nouă (radarele moderne o folosesc pe scară largă), cercetătorii de la MIT au făcut un pas înainte prin faptul că au utilizat-o pentru transmisia în infraroşu, radiaţie cu lungimea de undă scurtă (nu unde radio, ca la radare) şi că au realizat, cu ajutorul ei, imagini.

Deoarece pot fi controlate atât faza, cât şi intensitatea radiaţiei luminoase, se obţine efectul de perspectivă, o hologramă tridimensiunală. Dacă s-ar folosi miliarde de antene, imaginea obţinută ar putea fi la fel de clară ca şi cea produsă de un ecran modern, deoarece fiecare antenă ar corespunde unui pixel.

Cercetătorii de la MIT au folosit 4.096 de antene (echivalentul a  tot atâţia pixeli), ceea ce  reprezintă oricum un record; până acum nimeni nu reuşise să „manevreze” atât de mulţi pixeli.

Mai mult decât atât, cercetătorii au reuşit această performanţă folosind metode obişnuite de fabricare a microcipurilor, ceea ce înseamnă că, pentru a fabrica un dispozitiv la scară mai mare, nu ar fi nevoie de inventarea unei întregi  tehnologii noi sau de construirea unor uzine speciale.

Pentru moment, cei de MIT au folosit lumină infraroşie (care nu poate fi percepută de ochiul uman). Pentru a putea utiliza lumină vizibilă - ceea ce ne-ar aduce într-adevăr mai aproape de realizarea unei holograme precum cea a prinţesei Leia - trebuie să schimbe materialul (în prezent, siliciu) din care sunt făcute antenele şi sistemele de ghidare a undelor luminoase. Acesta este următorul pas în cercetare - realizarea unei holograme cu o grilă de antene asemănătoare, dar folosind lumină vizibilă.