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Eletrônica

Pixel inteligente abre caminho para TVs 3D holográficas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/01/2013

Nanoantenas criam pixel inteligente para TVs 3D holográficas
As emissões de cada nanoantena são controladas de forma que o padrão de interferência entre os feixes de luz produzam imagens complexas e móveis.
[Imagem: Jie Sun]

Antenas de luz

Antenas têm sido usadas para transmitir ondas de rádio, TV e outras frequências há muito tempo.

Mas só recentemente a tecnologia permitiu usar o conceito de antena para a luz - que nada mais é do que radiação eletromagnética com um outro comprimento de onda.

Agora, uma equipe do MIT, nos Estados Unidos, construiu o primeiro conjunto integrado de antenas ópticas, capazes de gerar padrões precisos de luz.

As aplicações são inúmeras, incluindo técnicas avançadas de imageamento médico, capazes de captar detalhes do interior do corpo humano com maior precisão e resolução.

Mas a aplicação mais interessante dessas antenas ópticas integradas em um chip são as TVs 3D holográficas.

"Eu acredito que as telas holográficas 3D não só são possíveis agora, como também [acredito] que agora elas estão ao nosso alcance," disse o professor Michael Watts, coordenador da equipe.

Interferência de ondas

Antenas podem receber e transmitir ondas eletromagnéticas, e antenas ópticas poderão ser usadas para transmitir informações por luz no interior dos chips.

Mas o pesquisador Jie Sun estava interessado em criar uma forma de emitir luz de forma variável e ajustável - algo como uma luz de palco, que se movimenta para realçar pontos diferentes do espetáculo, só que em microescala.

O conceito envolve conectar múltiplas antenas alinhadas em fase para reforçar a emissão em uma dada direção, algo que é feito há muito tempo nos radares e nos radiotelescópios - neste caso, para melhorar a captação das ondas.

Enquanto as antenas dos radares e radiotelescópios são imensas, para trabalhar com a luz é necessário construir antenas com dimensões na faixa dos nanômetros, adequadas ao comprimento de onda óptico.

O grupo fabricou então o primeiro chip integrado para emissão seletiva de luz - um dispositivo conhecido tecnicamente como estrutura com controle de fase (phased arrays).

Nanoantenas criam pixel inteligente para TVs 3D holográficas
À esquerda o chip com milhares de antenas ópticas e, à direita, uma microantena individual.
[Imagem: Jie Sun]

Pixel holográfico

Sun e seus colegas colocaram 4.096 antenas de luz dentro de um chip que mede 0,5 x 0,5 milímetro.

Cada antena equivale a um sistema de múltiplos pixels, mas com uma diferença crucial em relação aos pixels usados nas telas atuais: em vez de um sistema liga-desliga, as antenas interferem uma com as outras para gerar qualquer padrão de luz.

Controlando independentemente cada antena, torna-se possível fazer com que as ondas individuais se reforcem ou se cancelem, efetivamente movimentando a luz como se fosse um projetor.

Por assim dizer, um "pixel inteligente", capaz de produzir padrões de luz complexos, variáveis e móveis.

TVs 3D holográficas

O pixel holográfico poderá ser usado em qualquer aplicação onde seja necessário dirigir um feixe de luz, como nos radares de luz (LIDAR), no imageamento de tecidos biológicos ou na óptica adaptativa, uma técnica muito usada em astronomia.

"Entretanto, eu acho que a aplicação mais interessante para essas estruturas será nas TVs 3D holográficas," disse Watts, referindo-se a telas cujas imagens variem de acordo com o ângulo com que são olhadas.

"Isto porque nosso chip permite o controle independente da fase e da amplitude da onda de luz emitida, assim como a excitação individual dos emissores nanofotônicos, permitindo gerar hologramas verdadeiramente aleatórios, produzidos pela primeira vez por um único chip," conclui o cientista.

Para isso, contudo, será necessário construir um pixel inteligente na faixa da luz visível - o protótipo funcionou muito bem na faixa do infravermelho próximo.

Bibliografia:

Artigo: Large-scale nanophotonic phased array
Autores: Jie Sun, Erman Timurdogan, Ami Yaacobi, Ehsan Shah Hosseini, Michael R. Watts
Revista: Nature
Vol.: 493, 195-199
DOI: 10.1038/nature11727






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