新研究将 OLED 与全息超表面首次结合，解决全息技术大规模普及难题

圣安德鲁斯大学一项新研究为全息技术发展奠定基础，该技术未来或可改变智能设备、通信、游戏及娱乐行业的现有形态。

在《光：科学与应用》（Light: Science & Applications）期刊发表的一项研究中，该校物理与天文学学院的研究人员将全息超表面（HMs）与有机发光二极管（OLEDs）相结合，研发出一种新型光电子设备。

此前，全息图的制作一直依赖激光技术。而研究人员发现，采用 OLED 与全息超表面的组合方案，不仅流程更简便、设备体积更小巧，成本也可能更低，且更易于推广应用 —— 这一突破成功解决了阻碍全息技术大规模普及的核心难题。

据了解，有机发光二极管是一种薄膜器件，目前已广泛用于制造手机屏幕及部分电视的彩色像素。作为一种平面面光源，OLED 还在光无线通信、生物光子学、传感等新兴领域崭露头角：其与其他技术的高度兼容性，使其成为打造小型化光基平台的理想选择。

全息超表面则是由“超原子”构成的薄平面阵列，每个“超原子”的尺寸约为一根头发丝直径的千分之一。这种结构专门用于调控光的特性，可用于制作全息图，应用场景覆盖数据存储、防伪、光学显示、高数值孔径透镜（如光学显微镜）及传感等多个领域。

不过，此次研究是首次将两种技术结合，用于制造全息显示的基础组件。

研究人员发现，若对每个“超原子”的形状进行精细设计，使其能够控制穿过自身的光束特性，它便能成为全息超表面的一个“像素”。当光线穿过全息超表面时，其特性会在每个“像素”位置发生细微改变。

借助这些特性变化，结合光的干涉原理（即光波相互作用时会形成复杂图案），就能在超表面的另一侧呈现出预先设计好的图像。

该校物理与天文学学院的伊弗・塞缪尔教授表示：“我们很高兴能为 OLED 技术开辟这一新方向。将 OLED 与超表面结合，也为全息图生成及光调控提供了全新思路。”

物理与天文学学院纳米光子学教授安德里亚・迪法尔科指出：“全息超表面是调控光特性的最通用材料平台之一。通过这项研究，我们扫除了阻碍超材料进入日常应用的关键技术障碍。这一突破将推动全息显示架构升级，为虚拟现实、增强现实等新兴领域的应用带来质的飞跃。”

同样来自该学院的格雷厄姆・特恩布尔教授补充道：“传统 OLED 显示屏通常需要数千个像素才能呈现简单图像，而这种新方法仅用一个 OLED 像素就能投射出完整图像。”

在此之前，研究人员仅能利用 OLED 制作极为简单的图形，这限制了其在部分场景中的应用。而此次突破为研发小型化、高集成度的超表面显示器提供了可行路径。