Визуализация магнитных полей в атомном масштабе с помощью голографического электронного микроскопа

Исследовательская группа из Японии, в которую входят ученые из Hitachi, Ltd. (TSE 6501, Hitachi), Университета Кюсю, RIKEN и HREM Research Inc. (HREM), достигла крупного прорыва в наблюдении магнитных полей в невообразимо малых масштабах. В сотрудничестве с Национальным институтом передовой промышленной науки и технологий (AIST) и Национальным институтом материаловедения (NIMS) группа использовала голографический электронный микроскоп атомного разрешения Hitachi с недавно разработанной технологией получения изображений и алгоритмами коррекции расфокусировки для визуализации магнитных полей отдельных атомных слоев в кристаллическом твердом теле. Учёные провели измерения электронной голографии на образцах Ba₂FeMoO₆, слоистого кристаллического материала, в котором соседние атомные слои имеют различные магнитные поля. Сравнив результаты своих экспериментов с результатами моделирования, они подтвердили, что превзошли ранее установленный рекорд, сумев наблюдать магнитные поля с беспрецедентным разрешением 0,47 нм.

Разработан новый тип голограмм, способный проецировать несколько изображений высокой точности без перекрестных помех

Исследователи разработали новый тип голограмм, известный как «метаголограммы», способный проецировать несколько изображений высокой точности без перекрестных помех. Этот прорыв открывает путь к технологиям следующего поколения, включая дисплеи виртуальной/дополненной реальности (AR/VR), хранение информации и шифрование изображений. Работа опубликована в журнале eLight. Предлагаемая метаголограмма использует метод геометрического фазового кодирования и состоит из миллионов поликремниевых наностолбиков субволнового масштаба, каждый размером примерно 100 нм, идентичных по размеру, но с пространственно изменяющимися углами вращения. Устройство также включает в себя плоский стеклянный волновод для передачи падающего света и использует такие свойства, как поляризация и угол, для переключения проекции до шести уникальных изображений высокой четкости без перекрестных помех. Кроме того, исследователи создали двухканальную полноцветную метаголограмму и даже восемнадцатиканальную метаголограмму, используя комбинацию различных методов мультиплексирования.

Компьютерная голография сплита Ломана даёт быстрое создание 3D-голограммы при одноэтапном дифракционном расчете

Традиционные методы создания голограмм, генерируемых компьютером (CGH), основаны на повторяющихся вычислениях, что приводит к увеличению вычислительной сложности. Чтобы решить эту проблему, учёные представили новый метод генерации CGH, который значительно снижает вычислительные затраты при сохранении высококачественной 3D-визуализации. Подход использует модель дифракции на основе разделенной линзы Ломана, что позволяет быстро синтезировать трехмерные голограммы посредством одношагового расчета обратного распространения. Благодаря включению специально разработанной виртуальной цифровой фазовой модуляции в разделенную линзу Ломана их метод обеспечивает высокоточную реконструкцию трехмерных сцен с точным восприятием глубины. Для проверки эффективности были проведены моделирование и серия экспериментов.

Векторная жидкокристаллическая голография

Исследователи совершили значительный прорыв в контроле поляризации света, важнейшего свойства для различных приложений, таких как дополненная реальность, хранение данных и шифрование. Новый метод, разработанный группой ученых, использует жидкие кристаллы (ЖК) для создания голограмм, которые могут управлять поляризацией света в разных точках. Это представляет собой значительный прогресс по сравнению с существующими методами. Работа опубликована в журнале eLight. Традиционный подход к векторной голографии, который предполагает управление как поляризацией, так и интенсивностью света, часто опирается на метаповерхности — структуры, созданные для управления световыми волнами. Однако эти метаповерхности статичны и им не хватает гибкости, необходимой для динамических фотонных приложений.

Спин-селективное управление угловой дисперсией в диэлектрических метаповерхностях для многоканальных метаголографических дисплеев

Учёные из Университета науки и технологий Пхохана (POSTECH) использовали метаповерхности для изготовления зависимых от угла голограмм с множеством функций. Эта технология позволяет голограммам отображать несколько изображений в зависимости от угла обзора наблюдателя. Результаты были опубликованы в журнале Nano Letters. В ходе экспериментов метаповерхность генерировала четкие трехмерные голографические изображения под углами +35° и -35° для левой круговой поляризации. Голографический дисплей продемонстрировал широкий угол обзора 70° (±35°), что позволяет наблюдателям воспринимать трехмерную голограмму с разных сторон.

Разработан новый метод квантовой фотоники для создания более качественных голограмм как в фильме "Звёздные войны"

Благодаря возможности записи и реконструкции слабых световых лучей, содержащих одну частицу света, новый метод открывает двери для голографического изображения удаленных объектов. Исследователи из Оттавского университета, Национального исследовательского совета Канады (NRC) и Имперского колледжа Лондона разработали новую технику для выполнения голографии, рендеринга трехмерного изображения с помощью лазеров, как в «Звездном пути» и «Звездных Войнах». В методе голограммы фиксируют корреляцию между интенсивностью двух источников света. Эти корреляции могут выявить эффекты квантовой интерференции даже в одиночных фотонах.

Орбитальный угловой момент усиливает мультиплексную голографию

Чтобы еще больше улучшить голографическое мультиплексирование, исследователи из Университета Сучжоу в Китае недавно предложили новый подход, названный многонаправленным спирально-коническим OAM (MHC-OAM). Как сообщается в Advanced Photonics Nexus, этот подход использует пространственный модулятор света (SLM) для получения лучей MHC с различными параметрами, которые могут служить каналами шифрования или дешифрования информации, значительно расширяя возможности голографического мультиплексирования.

Новая световая листовая голография решает проблему восприятия глубины в трехмерных голограммах

Группа ученых и инженеров под руководством Федерико Капассо, профессора прикладной физики Роберта Л. Уоллеса и старшего научного сотрудника SEAS по электротехнике Винтона Хейса, сообщила в журнале Nature Photonics о совершенно новом способе создания голограмм с использованием потоков света, наслоенных друг на друга в созданных двухмерных листах, содержащие строго контролируемые массивы света. Затем эти листы как горку сыра можно плотно сложить для изображения трехмерных объектов.

Разработан способ создания динамических трехмерных голографических проекций сверхвысокой плотности

Команда Гонга и исследовательская группа Ченгвэй Цю из Национального университета Сингапура описывают свой новый подход, называемый трехмерной динамической голографией с помощью рассеяния (3D-SDH), в журнале Optica. Они показывают, что он может достичь разрешения по глубине более чем на три порядка выше, чем современные методы многоплоскостной голографической проекции.

Безлинзовая комплексная амплитудная демодуляция на основе глубокого обучения в голографическом хранилище данных

В новой статье Opto-Electronic Advances исследователи предлагают использовать изображение интенсивности дифракции ближнего поля для одновременного и неитеративного считывания информации об амплитуде и фазе точно без помех, устраняя ключевое техническое узкое место голографической комплексной амплитудной модуляции хранения данных. Суть этой модели заключается в использовании сквозной сверточной нейронной сети для извлечения высокочастотных и низкочастотных характеристик изображения из дифракционных картин ближнего поля, соответствующих модуляции фазового и амплитудного кодирования. На основе обучения нейронной сети создается сеть со способностью к обобщению для точного предсказания новой информации кодирования сложной амплитуды.