加拿大研究人員第一次使用液晶制造了一個(gè)平面魔法窗，這種透明裝置在光線照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生隱藏的圖像。在最新一期《光學(xué)》期刊上，研究人員描述了這種可產(chǎn)生任何所需圖像的液晶魔窗的創(chuàng)建過程。該過程還可用于創(chuàng)建基于反射而不是透射光的“魔鏡”。

幾千年前，中國(guó)工匠就曾制作出一種青銅鏡，在觀察自己的影像時(shí)看起來像普通的平面鏡，但在陽(yáng)光直射時(shí)會(huì)形成另一個(gè)圖像。直到20世紀(jì)初，科學(xué)家才明白這些設(shè)備的工作原理是因?yàn)橥渡涞界R子背面的圖像會(huì)產(chǎn)生微小的表面變化，從而導(dǎo)致圖像形成。

渥太華大學(xué)研究小組負(fù)責(zé)人菲利克斯·胡福奈吉爾說：“我們創(chuàng)建的魔窗在肉眼看來是完全平坦的，但實(shí)際上有輕微的變化，會(huì)根據(jù)光線產(chǎn)生圖像。通過將窗設(shè)計(jì)得相對(duì)平滑，可在離窗很遠(yuǎn)的距離范圍內(nèi)看到所創(chuàng)建的圖像。”

研究人員表示，使用液晶制造魔窗或魔鏡，有朝一日可用于制作動(dòng)態(tài)藝術(shù)魔窗或電影。也可讓這種方法適用于3D顯示，這樣從不同距離觀看也能產(chǎn)生穩(wěn)定的3D圖像。

液晶是可像傳統(tǒng)液體一樣流動(dòng)但具有固態(tài)晶體一樣定向的分子的材料。研究人員此次對(duì)一種眾所周知的制造工藝進(jìn)行了改進(jìn)，該工藝產(chǎn)生一種特定的液晶圖案，可在照射時(shí)產(chǎn)生所需的圖像。

他們使用了潘查拉特奈姆—貝瑞(PB)光學(xué)器件，這是一種液晶器件，在PB相的原理下工作。通過改變?cè)撛O(shè)備中液晶分子的方向，研究人員可改變光在逐個(gè)像素穿過設(shè)備時(shí)的特性。

在制作了魔鏡和魔窗后，研究人員使用相機(jī)測(cè)量了兩種設(shè)備產(chǎn)生的光強(qiáng)度模式。當(dāng)用激光束照射時(shí)，鏡子和窗戶都會(huì)產(chǎn)生可見的圖像，即使相機(jī)與鏡子或窗戶之間的距離發(fā)生變化，該圖像也能保持穩(wěn)定。研究還表明，這些設(shè)備在用LED光源照明時(shí)也會(huì)產(chǎn)生圖像，這在現(xiàn)實(shí)生活中使用起來會(huì)更實(shí)用。

研究人員目前正在利用該方法制造量子魔板，例如其中兩個(gè)板可創(chuàng)建糾纏圖像，用以研究量子成像協(xié)議。他們還在探索使用液晶以外的方法制造魔窗的可能性，例如使用介電超表面制造魔窗設(shè)備可減少其占用空間，同時(shí)增加帶寬。

【總編輯圈點(diǎn)】

古人所使用的青銅鏡，當(dāng)陽(yáng)光直射鏡面時(shí)，鏡面反射在墻上或者地上的光斑能顯出其背面的繁復(fù)圖案。直到幾千年后，科研人員才用現(xiàn)代科技解釋了這一點(diǎn)——透光現(xiàn)象由鏡面曲率對(duì)光的反射程度不同造成。以此為靈感，此次，加拿大研究人員制造了所謂的“平面魔窗”和“魔鏡”，當(dāng)光線照射這種液晶器件時(shí)，能夠根據(jù)需要產(chǎn)生不同的圖像。聽起來這是個(gè)非常適合文娛產(chǎn)業(yè)的設(shè)施，但研究人員有更大的野心。他們想制造量子魔板，創(chuàng)建糾纏圖像，研究量子成像，對(duì)基礎(chǔ)研究也能有所助力。祝他們成功。

(記者張夢(mèng)然)