Revolução holográfica: Hologramas 3D próximos das telas

Redação do Site Inovação Tecnológica -  19/05/2017

(a) Imagem original de um dinossauro. (b,c) Microfotografias dos padrões impressos a laser que geram o holograma. As barras de escala medem 50 micrômetros e 10 micrômetros, respectivamente. Embaixo (d-f), hologramas gerados iluminando o filme com lasers de comprimentos de onda de 445, 532 e 632 nanômetros - a barra de escala mede 1 micrômetro.[Imagem: Zengji Yue et al. - 10.1038/NCOMMS15354]

Revolução na holografia

O caminho para a integração da holografia 3-D em aparelhos eletrônicos do dia a dia, como celulares, computadores e TVs, está finalmente aberto com o desenvolvimento de um nano-holograma 1.000 vezes menor do que um fio de cabelo humano.

Essa miniaturização é essencial para a integração dos hologramas com a eletrônica porque as técnicas holográficas desenvolvidas até agora tinham uma relação direta de tamanho com o comprimento de onda da luz visível - e, enquanto o comprimento de onda da luz visível fica entre 400 e 790 nanômetros, os componentes eletrônicos atuais estão abaixo dos 20 nanômetros.

Uma equipe da Austrália e da China criou agora uma tecnologia para gerar hologramas usando materiais ultrafinos, quase bidimensionais. Usando essa tecnologia de filmes finos, já largamente empregada na microeletrônica e em pesquisas de materiais, a equipe criou um nano-holograma que é simples de fabricar, além de poder ser visto sem óculos 3D.

"Os hologramas convencionais gerados por computador são muito grandes para os aparelhos eletrônicos, mas nosso holograma ultrapassa essas barreiras de tamanho," disse o professor Min Gu, da Universidade RMIT, na Austrália. "Nosso nano-holograma também é fabricado usando um sistema simples e rápido de gravação direta a laser, o que torna o nosso projeto adequado para grandes usos e fabricação em massa."

"Integrar a holografia na eletrônica diária vai tornar o tamanho da tela irrelevante - um holograma 3D que salta da tela pode exibir uma riqueza de dados que não se encaixa adequadamente em um celular ou relógio. Do diagnóstico médico à educação, armazenamento de dados, defesa e segurança cibernética, a holografia 3D tem o potencial para transformar uma gama de indústrias, e esta pesquisa traz essa revolução um passo crítico mais perto," acrescentou Gu.

Nano-holograma

Os hologramas tipicamente modulam a fase da luz para dar a ilusão de profundidade tridimensional. Mas, para gerar mudanças de fase suficientes, esses hologramas precisam estar na espessura dos comprimentos de onda ópticos, ou seja, dentro da faixa visível do espectro eletromagnético.

A equipe quebrou essa limitação com um holograma de apenas 25 nanômetros de espessura, baseado em um filme fino de um isolante topológico, um material que mantém um baixo índice de refração na sua camada superficial, mas um índice de refração muito alto no seu interior - isolantes topológicos são materiais com essa característica peculiar de apresentarem propriedades na superfície diferentes das propriedades no seu interior.

O filme fino de isolante topológico funciona como uma cavidade óptica ressonante intrínseca, o que, na prática, significa que ele otimiza os desvios de fase para gerar as imagens holográficas.

Nanofabricação do holograma usando uma película de Sb2Te3 (antimônio e telúrio) por um processo de escrita a laser. O holograma também é gerado fazendo um laser incidir sobre o material já pronto. [Imagem: Zengji Yue et al. - 10.1038/NCOMMS15354]

O que falta fazer

"O próximo passo para esta pesquisa será o desenvolvimento de um filme fino rígido, que possa ser colocado em uma tela LCD para permitir a exibição holográfica 3D. Isso envolve encolher o tamanho do píxel do nano-holograma, tornando-o pelo menos 10 vezes menor," advertiu Zengyi Yue, do Instituto de Tecnologia de Pequim e principal responsável pelo desenvolvimento do nano-holograma.

"Além disso, estamos tentando criar filmes finos flexíveis e elásticos que possam ser usados em toda uma gama de superfícies, abrindo os horizontes das aplicações holográficas," anunciou ele.

Bibliografia:

Nanometric holograms based on a topological insulator material
Zengji Yue, Gaolei Xue, Juan Liu, Yongtian Wang, Min Gu
Nature Communications
Vol.: 8, Article number: 15354
DOI: 10.1038/NCOMMS15354