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圖源：上觀新聞
近日，上海理工大學光子晶片研究院顧敏院士團隊聯合浙江大學邱建榮教授團隊和之江實驗室譚德志博士團隊在《科學》正刊發表論文，在奈米材料全息顯示研究領域取得重大突破，透過在無色透明的玻璃內部實現帶隙可控的三維（3D）半導體量子結構，推開了新型立體彩色顯示器的“大門”。
從《星球大戰》中飄浮在空中的影像，到鄧麗君跨越時空與歌手周深在2022跨年演唱會上“合唱”《大魚》，立體顯示的概念被越來越多的人所熟知。全息技術為完整三維資訊重現提供了實現方式，被業界認為是實現立體顯示最有前途的一種技術手段。但全息技術必須透過一定的介質，將影像投射到上面，才能顯現出來。之前美日科學家分別用蒸汽幕和鐳射技術解決了介質問題，但由於技術不成熟，成本高，商業前景不太樂觀。
全息技術能不能應用在螢幕上呢？這是上海理工大學光子晶片研究院方心遠副教授在2020年末向顧敏院士提出的一個構想。當然這個螢幕不是一般的二維螢幕，而是奈米三維顯示器。“目前顯示器感光陣列絕大部分是平面分佈的，科幻片中的三維畫面更多要依靠人視覺上的效果，屬於‘仿三維’，真正的三維立體顯示仍是一個重大挑戰。”
首先要解決的就是將螢幕透明化的問題，這樣才能從各個角度呈現生動、立體的影象。上海理工大學光子晶片研究院團隊與浙江大學團隊合作，將全息顯示應用在透過飛秒鐳射誘導的鈣鈦礦奈米晶三維可控分佈的無色透明的複合材料中，點亮三維分佈的量子點，首次實現了動態立體彩色全息顯示。
奈米三維螢幕內實現動態彩色全息顯示
本篇論文的第一作者方心遠教授表示和目前的平面顯示器相比，新型立體彩色顯示器有更高的解析度和資訊容量，也為未來的“螢幕革命”拓展了更大的想象空間。它具有奈米級的畫素控制，精度非常高，解析度遠高於目前的二維螢幕。雖然產業化還有一段很長的路要走，但是至少推開了一扇新的大門。
很多頂尖的科研成果其實都離不開這種跨學科、跨學校甚至跨國的合作交流，顧敏院士介紹，“在此次科研合作中，上理工團隊深耕全息領域，浙大團隊則在光學材料以及飛秒鐳射與材料的相互作用方面有深厚的積累，合作成果再次證明了這種科研方式在實現‘0到1’突破中的重要性。”
全息技術自丹尼斯·蓋博發明以來，除了用於顯示技術領域，全息在儲存、加密、成像、光學計算等領域均產生了重要影響，上海理工大學光子晶片研究院團隊的“野心”也並不止步於全息顯示領域。顧敏院士表示這次成果可以說是利用三維全息技術點亮了立體彩色顯示的未來，後續他們希望圍繞全息技術與人工智慧的交叉應用，面向國家重大戰略需求，取得更多具有重大影響力的科研成果。
（原標題《登上正刊！上理工光子晶片成果“點亮”全球首塊奈米三維立體屏》。編輯 樊成友）
