Metasuperficie basada en guía de ondas con multiplexión de ángulo y spin para proyección holográfica libre de crosstalk en seis canales

Resumen Las hologramas basadas en metasuperficies, o metahologramas, ofrecen ventajas únicas que incluyen una calidad de imagen mejorada, un campo de visión ampliado, un tamaño de sistema compacto y un amplio ancho de banda operativo. Los metahologramas multicanales, capaces de alternar entre múltiples imágenes proyectadas basadas en las propiedades de la luz iluminadora como el estado de polarización y el ángulo de incidencia, han surgido como una solución prometedora para realizar pantallas holográficas intercambiables y dinámicas. Sin embargo, los diseños existentes suelen enfrentarse a desafíos como un número limitado de canales de multiplexión y crosstalk no deseado, lo que restringe severamente su uso práctico. Aquí, presentamos un nuevo tipo de metahologramas multicanales basados en guías de ondas, que soportan seis canales de visualización holográfica independientes y totalmente libres de crosstalk, multiplexados simultáneamente por el spin y el ángulo de la luz incidente guiada dentro de la guía de ondas de vidrio. Empleamos una estrategia de traducción en el espacio k que permite que cada una de las seis imágenes objetivo distintas se traduzca selectivamente de la región de onda evanescente al centro de la región de onda de propagación y se proyecte en el espacio libre sin crosstalk, cuando el metaholograma está bajo la iluminación de una luz guiada con un spin y un ángulo azimutal específicos. Además, al personalizar las imágenes objetivo codificadas, implementamos un metaholograma independiente de polarización de tres canales y un metaholograma a todo color (RGB) de dos canales. Además, el número de canales de multiplexión puede aumentarse aún más al expandir la región de periodo central del espacio k o combinar la estrategia de traducción del espacio k con otras técnicas de multiplexión como la multiplexión de momento angular orbital. Nuestro trabajo proporciona un enfoque novedoso hacia la realización de elementos ópticos holográficos de alto rendimiento y compactos con una capacidad de información sustancial, abriendo vías para aplicaciones en pantallas de AR/VR, encriptación de imágenes y almacenamiento de información.