İsviçreli bilim insanlarından tarihi buluş: "Fourier pikselleri" üretildi

Ekranlarımızda gördüğümüz her harfi ve rengi oluşturan pikseller, bugüne kadar ya ışığı yayarak görüntü üretti ya da gelen ışığı analiz ederek algıladı. Ancak İsviçre’deki ETH Zürih Üniversitesi’nden araştırmacılar, ekran teknolojisinde milat sayılabilecek bir buluşa imza atarak her iki işlevi de eş zamanlı yürüten bir piksel türü geliştirdi.

"Fourier pikseli" adı verilen bu yüksek performanslı yeni nesil yapı; ışığın yoğunluğunu, salınım fazlarını ve kutuplanmasını (polarizasyonunu) aynı anda manipüle edebiliyor. Nature dergisinde yayımlanan bu çalışma, hem görüntü yansıtan hem de gelen ışığı algılayan kamera-ekran hibrit cihazlarının, holografik ekranların ve akıllı artırılmış gerçeklik teknolojilerinin önünü açıyor.

Mevcut ekran teknolojileri ışığın yalnızca tek bir özelliğiyle, yani yerel ışık yoğunluğuyla çalışıyor. Fourier pikselleri ise adını aldığı matematikçi Joseph Fourier’in ilkelerinden beslenerek ışığa tam alan kontrolü uyguluyor. Araştırma ekibinden Yannik Glauser ve Sander Vonk, tasarladıkları bu pikselin dalgalı bir mikro yapıyla etkileşime giren yüzey dalgalarını kullandığını, böylece basit bir yoğunluk noktası olmaktan çıkıp kompakt bir optik elemana dönüştüğünü açıkladı. Çalışmanın lideri optik fizikçi David Norris ise ışığın tüm niteliklerini kontrol etmenin, taşınabilecek bilgi miktarını muazzam bir boyuta ulaştıracağını vurguluyor.

Geliştirilen bu özel teknik sayesinde saçılan ışık dalgaları yönlendirilmiş dalgalara, oradan da bilgi taşıyan optik desenlere dönüştürülüyor. Yani piksel; görüntüyü temsil eden genlik, salınım fazı ve polarizasyon gibi ana özellikleri hem üretebiliyor hem de okuyabiliyor. İşin en cazip kısmı ise bu karmaşık sürecin arka planında nispeten basit matematiksel işlemlerin yatması, bu da üretimi esnek ve kullanışlı kılıyor.

Fourier pikselleri, gelecekte her bir noktanın aynı anda hem ışık yayıp hem ışık algıladığı iki yönlü akıllı panellerin kapısını aralayacak. Bu yeni nesil cihazlar sadece bir görüntüyü ekrana yansıtmakla kalmayacak, kullanıcının veya çevrenin cihazla olan ışık etkileşimini de anlık olarak hissedebilecek. Ekip şu an için laboratuvar ortamında bu piksellerden oluşan mikro dizilimler yaratmayı başardı.

Profesör Norris, bu tarz entegre kamera-ekranların şimdilik bir öngörü olduğunu kabul etse de teorik olarak adaptif optikler, holografik sistemler ve algıladığı veriye göre çıktısını anında düzelten akıllı yüzeyler için keşfedilmemiş devasa bir adım atıldığını söylüyor. Matematiksel olarak hesaplanan karmaşık bir dalga deseninin yüzeye işlendiği an tam da hedeflenen optik çıktının alınması,