从外延上午到彩虹站：使用激光在四个维度中打印

笔记：这个故事的版本首次出现在上面nsf.gov.。

在2010年，迈克尔·埃斯科蒂获得国家科学基金会（NSF）的资金学习和制作新型全息图技术。他创建了一个更重要的工具。

他开发的技术提供了一种用于操纵光线的新方法，应用程序从研究外星人世界来制造手机更节能。

“我们收到后不久NSF资金，我们能够创造一个叫做的东西直接写激光扫描仪（DWLS）允许我们创建几乎完美的几何相位全息图，“NC州立大学电气计算机工程教授Escuti说。“它们看起来像平坦的半透明板，但他们让我们前所未有的控制光线行为。我们可以使用它们为移动设备进行更高效的显示器，传感器具有更大的分辨率，坦率地区，我们仍然发现这项技术的所有潜在应用。“

要了解DWLS如何工作，您必须明白它没有喷墨 - 它打印灯，并在四个维度中打印。

DWLS在水平和垂直尺寸中打印，就像常规打印机一样。它也可以改变光的强度。但是，至关重要，它还能够控制光的线性偏振的定向角。

思考作为摆动波的光束，其相对于其行驶的方向振动垂直方向。

控制光的线性偏振的方向角度控制波是摆动的方向的控制。并且可以在不改变光行进的角度的情况下操纵该偏振角。换句话说，可以直接在对象处指向激光，而偏振角可以改变，则激光束相对于物体的方向保持不变。

为了制作几何相位全息图，DWLS使用紫外线激光在只有50纳米厚的超薄膜上“打印”。这种薄膜是由光反应聚合物制成的，它对光的强度和偏振都有反应。当DWLS打印完成后，应用一层更厚的液晶，放大底层薄膜上的图案。

DWL的一个原因是它可以创建流畅变化的几何相位全息图，并且无缝地创建复杂的模式 - 除非它们实际需要，否则没有分割线或像素。这可以防止光从模式中的“泄漏”并损坏全息图出来的信号。

从实验室到星星

创建DWLS后，Escuti查找了潜在的应用程序。该搜索将他带到了莱顿大学的天文学家团队，包括Frans Snik，Matthew Kenworthy和Christoph Keller。

多年来，天文学家设计了望远镜，理论上，可以使用光来帮助他们解开宇宙的奥秘。但这些理论设计往往受到技术极限的阻碍。

“光线是天文学中的一切 - 它是几乎所有信息和知识的载体，我们拥有宇宙，”Snik说。

现在，被要求帮助将理论转变为现实。

“我在莱顿合作的天文学家对新型组件和仪器设计有可能更好地利用望远镜收集的光线，”Escutii说。“他们想知道我们是否可以制作全息图，具体特征是先前在技术上不可能的。我们可以。

“例如，我们为他们提供了他们曾经习惯构建的几何相位全息图昆虫'学习Exoplanets。他们想重新分配星星周围的光环的炽热光线，使得从一个星球上的微弱的光可以通过更好的对比来观察到明星 - 然后分析地球的光线，了解其组成和其他特征。他们现在能够做到比以往更好的表现。

“我们现在一直在与他们一起工作，并帮助创造了几个新的天文工具，”Escutii说。

“随着这些组件和技术，我们第一次拥有数十年来，从根本上扩展了天文学家的工具包，用于操纵从天文来源的光线，”斯内克加。

到地球应用程序

除了天文学外，DWL还发现用于创建用于移动显示器，全息成像和远程传感设备的几何相位全息图，从卫星到相机的所有内容。一个高调的应用程序是视觉令人印象深刻的“彩虹站，“大安罗斯格德设想的艺术装置，并与Snik合作国际灯。

Escuti继续为国家科学基金会和喷气推进实验室提供直接支持的新申请，并与国家卫生部门，能源部和部门的国家研究所支持的项目合作，与NC国家教师Michael Kudenov合作防御。但他还通过将其集成到特定市场应用程序的设备中，采取措施将技术商业化。

例如，Escuti的大学启动公司，ImagineOptix公司，创建了从超高效口袋投影机的技术范围，几个季度的大小到支持互联网流量的主动光子硬件的组件。

“作为一个企业家，我很兴奋，我们可以产生影响的广泛的项目和市场，”Escuti说。“这对我很重要。

“作为研究人员，我对DWL的能力非常满意，以帮助人们解决长期的研究挑战，”Escutii补充道。“在过去几年中至少十几次，我的科学和工程同行告诉我：”你已经做了一些我们没有想到的事情。“这是一种巨大的感觉。”