中國科學(xué)家在納米材料全息顯示研究領(lǐng)域取得重大突破

    近日，上海理工大學(xué)光子芯片研究院顧敏院士團(tuán)隊聯(lián)合浙江大學(xué)邱建榮教授團(tuán)隊和之江實驗室譚德志博士團(tuán)隊在《科學(xué)》正刊發(fā)表論文，在納米材料全息顯示研究領(lǐng)域取得重大突破，通過在無色透明的玻璃內(nèi)部實現(xiàn)帶隙可控的三維（3D）半導(dǎo)體量子結(jié)構(gòu)，推開了新型立體彩色顯示器的“大門”。

    從《星球大戰(zhàn)》中飄浮在空中的影像，到鄧麗君跨越時空與歌手周深在2022跨年演唱會上“合唱”《大魚》，立體顯示的概念被越來越多的人所熟知。全息技術(shù)為完整三維信息重現(xiàn)提供了實現(xiàn)方式，被業(yè)界認(rèn)為是實現(xiàn)立體顯示最有前途的一種技術(shù)手段。但全息技術(shù)必須通過一定的介質(zhì)，將影像投射到上面，才能顯現(xiàn)出來。

    之前美日科學(xué)家分別用蒸汽幕和激光技術(shù)解決了介質(zhì)問題，但由于技術(shù)不成熟，成本高，商業(yè)前景不太樂觀。全息技術(shù)能不能應(yīng)用在屏幕上呢？這是上海理工大學(xué)光子芯片研究院方心遠(yuǎn)副教授在2020年末向顧敏院士提出的一個構(gòu)想。當(dāng)然這個屏幕不是一般的二維屏幕，而是納米三維顯示器。

    “目前顯示器感光陣列絕大部分是平面分布的，科幻片中的三維畫面更多要依靠人視覺上的效果，屬于‘仿三維’，真正的三維立體顯示仍是一個重大挑戰(zhàn)�！笔紫纫�解決的就是將屏幕透明化的問題，這樣才能從各個角度呈現(xiàn)生動、立體的圖像。上海理工大學(xué)光子芯片研究院團(tuán)隊與浙江大學(xué)團(tuán)隊合作，將全息顯示應(yīng)用在通過飛秒激光誘導(dǎo)的鈣鈦礦納米晶三維可控分布的無色透明的復(fù)合材料中，點亮三維分布的量子點，首次實現(xiàn)了動態(tài)立體彩色全息顯示。

納米三維屏幕內(nèi)實現(xiàn)動態(tài)彩色全息顯示

    本篇論文的第 一作者方心遠(yuǎn)教授表示和目前的平面顯示器相比，新型立體彩色顯示器有更高的分辨率和信息容量，也為未來的“屏幕革命”拓展了更大的想象空間。它具有納米級的像素控制，精度非常高，分辨率遠(yuǎn)高于目前的二維屏幕。雖然產(chǎn)業(yè)化還有一段很長的路要走，但是至少推開了一扇新的大門。

    很多頂尖的科研成果其實都離不開這種跨學(xué)科、跨學(xué)校甚至跨國的合作交流，顧敏院士介紹，“在此次科研合作中，上理工團(tuán)隊深耕全息領(lǐng)域，浙大團(tuán)隊則在光學(xué)材料以及飛秒激光與材料的相互作用方面有深厚的積累，合作成果再次證明了這種科研方式在實現(xiàn)‘0到1’突破中的重要性。

    ”全息技術(shù)自丹尼斯·蓋博發(fā)明以來，除了用于顯示技術(shù)領(lǐng)域，全息在存儲、加密、成像、光學(xué)計算等領(lǐng)域均產(chǎn)生了重要影響，上海理工大學(xué)光子芯片研究院團(tuán)隊的“野心”也并不止步于全息顯示領(lǐng)域。顧敏院士表示這次成果可以說是利用三維全息技術(shù)點亮了立體彩色顯示的未來，后續(xù)他們希望圍繞全息技術(shù)與人工智能的交叉應(yīng)用，面向國家重大戰(zhàn)略需求，取得更多具有重大影響力的科研成果。