用奈米粒子可生成電漿共振彩色全息圖
- 發佈時間：2014-08-27 01:31:43 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報訊 西元4世紀，羅馬人製造了一種名為萊克格斯杯（Lycurgus cup）的特殊玻璃杯，玻璃內分佈著精細的金銀微粒，能根據光照方向不同改變顏色，光從一邊照是綠色，從另一邊照是紅色的。雖然製造者也未必知道其中原理，但現在我們知道，這是由於表面電漿共振造成的。
據物理學家組織網報道，最近，英國康橋大學一個研究小組利用這種表面電漿共振構建出新型全息圖，就像萊克格斯杯一樣。他們把不同大小和形狀的銀奈米粒子按一定紋理排列在基底上，光會在粒子錶面發生不同的散射，全息圖也能隨之改變顏色。由於粒子能同時産生兩種顏色，所以能存儲更多資訊，在3維螢幕、資訊存儲設備等多領域有著廣闊的應用前景。相關論文發表在近期美國《國家科學院學報》上。
“這是受萊克格斯杯獨特光學屬性的啟發。”尤文·蒙特朗格説，“它是基於光源位置不同而改變顏色，與觀察者的位置基本無關，和一些貴晶體産生的二向色效應不同。迄今為止，人們還從未在天然材料上發現過‘電漿效應’。”
目前幾乎所有的傳統全息圖都是一種顏色，由於彩色全息圖有方向限制，還無法在一個平面上産生彩色全息圖。傳統全息圖的衍射條紋大於光的半波長，研究人員造出的新型全息圖與傳統的衍射條紋要小于光的半波長，能控制光的干涉，而且衍射波段更窄，由奈米結構的電漿增強光散射産生了彩色效果。
這種亞波長距離帶來了許多優勢。如兩種不同的電漿奈米粒子在亞波長距離能實現多路復用，或結合使用，但不會耦合在一起。利用不同形狀和大小的銀奈米粒子就能控制顏色，每種奈米粒子都能攜帶獨立資訊，存儲的資訊總量也更多。
目前的設備顯示，奈米粒子能在超出衍射界限範圍存儲並傳輸獨立資訊，因此要造出能180度投射的彩色全息圖是可能的。研究人員指出，這種投射的幅度甚至超出一個平面，需要用曲面來顯示。
論文合著者、康橋大學的凱勒姆·威廉姆斯説：“除了替代信用卡上的‘彩虹全息圖’，這種全息技術還能用於球面投射圖像，這是傳統光學迄今未能實現的。此外，其還能作為産生動態三維彩色螢幕的基礎，以及能讓光學數據存儲設備進一步擴大存儲量。”
他們還計劃進一步研究該技術的多種應用。蒙特朗格説：“未來研究會集中在電漿效應的調節機制方面，主要目標是整合新的調製方案，造出超薄螢幕和動態全息圖。”
（常麗君）
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