Сегодня 15 ноября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные создали пиксель, который научит дисплеи видеть

Для ряда приложений было бы заманчиво объединить функции дисплея и камеры в одном решении. Это могут быть адаптивная оптика, анализаторы материалов, стереоскопические дисплеи и просто компактные AR/VR-очки, которым не нужна отдельная камера. На практике мы имеем либо светочувствительный пиксель в камере, либо светоизлучающий — в дисплее. К счастью, учёные из Швейцарии изобрели новый пиксель, обладающий одновременно всеми этими свойствами.

 Источник изображений: ETH Zurich

Источник изображений: ETH Zurich

О разработке сообщили исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich). Они представили новый тип оптического пикселя, который может работать в двух направлениях: как элемент дисплея, формирующий свет, и как сенсор, анализирующий падающее на него излучение. Свой пиксель они назвали Fourier pixel — «пиксель Фурье».

В отличие от обычных пикселей камер и экранов, которые обычно либо регистрируют интенсивность света, либо излучают его, новая структура способна управлять и считывать сразу несколько параметров электромагнитной волны: амплитуду, фазу и поляризацию. Это не только открывает путь к устройствам, где камера и дисплей могут быть объединены на уровне одного и того же массива пикселей, но также позволяет извлекать из света массу ценной информации.

Принцип работы пикселя Фурье основан на поверхностных плазмон-поляритонах — когерентных волнах, распространяющихся вдоль металлической поверхности. Вся магия процесса использует довольно простую математику преобразований Фурье. Благодаря этой математике можно заранее рассчитать рельеф поверхности пикселя, по которому будут «прокатываться» электромагнитные волны плазмон-поляритонных взаимодействий. Исходя из рельефа, электромагнитные волны будут вступать во взаимодействие друг с другом (интерферировать), излучать или реагировать на падающий свет — и всё это строго в рамках допустимого. Более того, рельеф может служить своего рода вычислителем, производя над волнами определённые математические действия просто в силу естественных физических процессов поведения волн.

В общем случае падающий на пиксель Фурье свет сначала возбуждает такую поверхностную волну, затем она доходит до специально сформированного «элемента Фурье» — микроструктуры с волнистым профилем, рассчитанным методами анализа Фурье. Эта структура рассеивает поверхностную волну обратно в свободное пространство, но уже с заданным распределением амплитуды и фазы. По сути, форма поверхности играет роль миниатюрного дифракционного процессора: нужный оптический фронт рассчитывается через обратное преобразование Фурье. Сам рельеф заранее изготавливается на пикселе с нанометровой точностью, с чем сегодня нет никаких проблем.

Пиксели Фурье, в силу своих физических особенностей, способны анализировать все составляющие света, включая поляризацию (они банально на неё реагируют заранее заданным образом), амплитуду и фазу. При этом они также способны излучать свет с учётом этих параметров, причём с заданной длиной волны — нужным цветом. Подобные возможности, например, позволяют создавать свет в виде пончика с дыркой посередине, просто управляя фазой и поляризацией излучаемого света.

Матрицы из пикселей Фурье будут способны одновременно показывать цветную картинку и анализировать материалы по рассеиваемому ими свету, создавать трёхмерное изображение в пространстве, как на голографических дисплеях в «Звёздных войнах», адаптировать фокусное расстояние микроскопов и телескопов в зависимости от наблюдаемых объектов и компенсировать турбулентность атмосферы. Наконец, подобные возможности были бы востребованы в телекоммуникациях, а также в оптических и квантовых вычислениях.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про на острие науки

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: Phantom Blade Zero — танцы с клинками. Рецензия 30 мин.
То же мясо, но сочнее: брутальный платформер Super Meat Boy получит ремастер с улучшенной графикой и новыми секретами 5 ч.
Октябрьские сбои «Яндекса» привели к проверкам компании в Казахстане 6 ч.
Microsoft устранила глобальный сбой сервисов — виноватой оказалась ошибка при апгрейде сети 10 ч.
Meta тестирует аналог Polymarket — сотрудники делают ставки, станет ли Тим Кук главой Nvidia 15 ч.
Новая статья: Queen's Domain — по заветам FromSoftware. Рецензия 14-11 00:09
«Спасибо, что были с нами»: ранний доступ амбициозного российского MMO-шутера Pioner стал его могилой 13-11 22:18
Google встроила «Кошелёк» в Gemini: ИИ сможет анализировать расходы и находить забытые подписки 13-11 21:57
PS5 теряет эксклюзивы: метроидвания God of War: Sons of Sparta выйдет на PS4 с новым контентом 13-11 20:24
У ChatGPT появился «Кошелёк» — теперь ИИ-агенты смогут совершать покупки от имени пользователя 13-11 20:02
Европейский стартап OwlO Cloud анонсировал создание орбитального ИИ ЦОД 2 ч.
Silicon Motion представила контроллер для корпоративных SSD с интерфейсом PCIe 6.0 3 ч.
Innodisk представила PCIe 5.0 SSD и модули DDR5 для серверов 3 ч.
SpaceX объяснила, почему ускоритель Starship не вернулся к стартовой башне и взорвался 6 ч.
Скандал в Nvidia ударил по китайским ИИ-компаниям — рынок испугался, что США перекроют им кислород 8 ч.
GeForce RTX 5090 «воскресла» после слухов о снятии с производства — но стоит теперь втрое дороже 9 ч.
Corsair выпустила прозрачный блок питания, который умеет отключать видеокарту при перегрузке 11 ч.
Intel выпустила эксклюзивный Core Ultra 7 260K для магазина Newegg — он совсем чуть-чуть медленнее 265K 23 ч.
SpaceX Starship отправилась в исторический полёт — попытка поймать Super Heavy провалена 23 ч.
Процессоры могут повторить судьбу видеокарт: бум ИИ грозит новым дефицитом комплектующих 14-11 00:02