Zweiseitige Metasurface revolutioniert Lichtsteuerung mit präziser Richtungskontrolle im Sicherheits- und Optikbereich

BerlinForschende an der KAIST haben eine neue Art von Metasurface entwickelt, die die Kontrolle über Licht verbessert. Diese Technik ermöglicht eine effektivere Anpassung der Intensität, Phase und Richtung des Lichts im Vergleich zu früheren Metasurfaces.

Metastrukturen sind bekannt dafür, winzige Gebilde zur Lichtsteuerung einzusetzen, wodurch sie kleiner, leichter und präziser als herkömmliche Optiken sind. Das innovative Merkmal dieses Systems ist sein doppelseitiges Design, das zwei Funktionen ermöglicht. Es kann als Vergrößerungslinse wirken, wenn das Licht von der einen Seite eintritt, und als polarisiertes Kameraobjektiv, wenn es von der anderen Seite kommt.

Wichtige Merkmale umfassen:

• Möglichkeit zur asymmetrischen Steuerung von Lichteigenschaften wie Intensität, Phase und Polarisation.
• Potenzielle Anwendungen in der optischen Verschlüsselung durch die Erstellung von holografischen Bildern, die nur unter bestimmten Bedingungen entschlüsselbar sind.
• Implementierung von Vektorholografie für unterschiedliche Bilder, abhängig von der Lichtrichtung und Polarisation.
• Chancen zur Reduzierung von Größe und Gewicht in der optischen Technologie bei gleichbleibender Funktionalität.

Diese Technologie bietet zahlreiche Möglichkeiten. Es geht nicht nur darum, optische Geräte kleiner und leichter zu machen. Geräte können Eigenschaften nutzen, die sich je nach Richtung ändern, was ihren Einsatz in verschiedenen Anwendungen erleichtert. Ein Beispiel ist die Smartphone-Kamera, die durch Anpassung der Lichtausrichtung die Einstellungen von Weitwinkel auf Zoom ändern kann, ohne zusätzliche Linsen zu benötigen.

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Diese Entdeckung könnte zur Verbesserung von Sicherheitssystemen beitragen. Die mit dieser Technologie entwickelten optischen Verschlüsselungsmethoden ermöglichen einen sicheren Datentransfer und unterstützen die Quantenkommunikation. Sie bieten zusätzlichen Schutz, indem sie sicherstellen, dass Nachrichten nur unter bestimmten Lichtbedingungen entschlüsselt werden können, wodurch das Risiko einer Abfangung verringert wird.

Forscher am KAIST untersuchen die Einsatzmöglichkeiten von fortschrittlichen Technologien wie erweiterter Realität, holografischen Displays und LiDAR-Systemen, die für autonome Fahrzeuge von entscheidender Bedeutung sind. Mit der Weiterentwicklung dieser Technologien könnten sie problemlos in den Alltag integriert werden und somit Hightech in unserem täglichen Leben alltäglicher machen.

Die Janus-Metasurface stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Lichtsteuerung dar und könnte verschiedene Bereiche der Optik revolutionieren. Sie ermöglicht eine präzise und flexible Kontrolle des Lichtverhaltens in beide Richtungen, was zu genaueren und sichereren optischen Geräten führt.