Сегодня 05 октября 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 🔥
Ремастер The Witcher 3: Wild Hunt впечатлил аналитиков продажами за первый день — так активно игру не покупали с 2024 года 3 мин.
«Сделал то, чего EA не смогла бы никогда»: геймплей ремейка Need for Speed Underground 2 на Unreal Engine 5 поразил фанатов, а новое демо на подходе 31 мин.
Apple Hills Digital: российский облачный рынок продолжил рост и изменил структуру 44 мин.
ИИ сломал бюджеты компаний — никто не знает, сколько нейросеть потратит на конкретную задачу 2 ч.
«Радикальная мыслительница» против тамплиеров: журналисты раскрыли новые детали сюжета Assassin’s Creed Codename Hexe 5 ч.
Новая статья: Control Resonant — дуализм прекрасного. Рецензия 04-10 00:05
Дорогие видеокарты не остановили покупки игр — Steam показала рекордный сентябрь 03-10 23:53
ФБР серьёзно взялось за хакеров ShinyHunters, взломавших ФБР — задержан ещё один подозреваемый 03-10 23:20
Capcom сделает RE Engine игровым движком для разработки с помощью ИИ 03-10 19:10
ИИ-агент OpenAI узнал о предстоящем отключении из переписки в Slack и планировал своё «спасение» 03-10 18:15
Trane выпустила LiquidStack 2.X CDU для ИИ ЦОД 6 мин.
Крупный ИИ ЦОД Oracle в Висконсине не хотят подключать к электросети, а сроки запуска уже начинают поджимать 28 мин.
Foxconn продолжает грести деньги на ИИ-буме — квартальная выручка взлетела на 47 % и побила прогнозы 33 мин.
Власти России снова обсуждают плату за иностранный трафик — теперь для сетей 5G 36 мин.
Everpure представила технологию PureKVA для ускорения ИИ-инференса 51 мин.
Рабочая станция Gigabyte AI TOP 100 B850 для ИИ-задач оснащается ускорителями NVIDIA и AMD 53 мин.
MSI FORGE GK320 и GK110: механика с горячей заменой свитчей и тихая мембранная клавиатура 4 ч.
Японская Rapidus поможет клиентам разрабатывать 2-нм чипы, которые будет для них выпускать 4 ч.
Семейство смартфонов Google Pixel отметило свой десятилетний юбилей 6 ч.
Джон Тернус взял дизайн Apple под личный контроль — после Айва единого руководителя так и не нашли 13 ч.