Живопись светом — это технология, недавно разработанная исследователями из Национального института стандартов и технологий (NSIT).
Сияя белым светом на предметном стекле с миллионами столбов из диоксида титана, они воспроизвели шедевр голландского художника Йоханнеса Вермеера «Девушка с жемчужной сережкой». Новая технология полезна для улучшения оптических коммуникаций и затрудняет подделку бумажных денег.
Ученые могут контролировать количество информации, которую может нести оптическое волокно, добавляя определенную цветовую длину волны света, который распространяется. Кроме того, исследователи могут поддерживать его яркость при перемещении на большие расстояния, изменяя интенсивность. Используя эту технологию на бумажных деньгах, фальшивомонетчикам будет сложно подделать их из-за сложных цветовых деталей.
Раньше ученые использовали наностолбики разных размеров, чтобы улавливать и излучать определенные цвета при освещении белым светом. Наностолбики определяют конкретный цвет, который они улавливают или излучают. Исследователи изучили, насколько хорошо наностолбики воспроизводят цвета на знаменитой картине Вермеера.
Тем не менее, ученым сложно контролировать интенсивность цветов даже после успешного размещения миллионов наностолбиков, которые пропускали синий или зеленый цвет вместе с красным светом, чтобы создать определенную цветовую палитру. Используя наностолбики для улавливания, излучения и изменения поляризации с различной интенсивностью, исследователи смогли продемонстрировать способ управления цветом. Они опубликовали свои выводы в журнале Optica 4 сентября.
Исследователи изготовили диоксид титана с эллиптическим поперечным сечением на стеклянном предметном столбе с длинной или короткой осью. Они спроектировали наностолбики таким образом, чтобы в разных местах длинная ось была либо более выровнена, либо менее выровнена с поляризацией входящего света.
Поляризация проходящего света не изменяется, если длинная ось наностолбика точно совмещена с направлением поляризации входящего света. Ориентация наностолбика вращается, поляризация красного, зеленого или синего света передается в определенном количестве в каждом месте стороны стекла. Вращение каждого наностолбика изменяло интенсивность проходящего света и достигалось цели с помощью специального поляризационного фильтра, расположенного на задней стороне предметного стекла.
Фильтр предотвращает прохождение любого света, оставшегося от исходной поляризации, и снижает интенсивность поляризованного ослепления. Эта область будет проецироваться как темное пятно на далеком экране. Но в некоторых местах наностолбик поворачивает поляризацию белого света и регулирует как цвет, так и яркость.
Создав базовый дизайн, исследователи продемонстрировали миниатюрную цифровую копию «Девушки с жемчужной сережкой» Вермеера длиной около 1 миллиметра. Они использовали цифровую информацию для управления производством матрицы наностолбиков, в которую входили один красный, два зеленых и два синих.
Изучив миниатюрную версию картины, исследователи увидели, что они смогли воспроизвести шедевр Вермеера с чрезвычайной ясностью, включая текстуру масляной краски на холсте.