中國科學家以全息技術打開立體彩色顯示器大門

中新網上海1月21日電 (李卉云 許婧)我們的日常工作和生活正在被各種屏幕包圍：手機、電腦、平板、電視、腕表……如何基于屏幕裝置本身的改進，實現真正的三維立體顯示？21日，上海理工大學發布消息稱，該校光子芯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納米材料全息顯示取得重大突破，通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”。

北京時間1月21日，相關研究成果發表在國際頂級期刊《科學》上，這也是上海理工大學教師首次以(共同)第一作者身份在《科學》正刊上發表論文。

手機、電腦、平板、電視、腕表等屬于二維屏幕，即使近年來悄然興起的裸眼3D也只是利用人們的雙眼視差來“欺騙”視覺神經，讓大腦以為看到的是3D圖像。而且裸眼3D對觀眾的距離、方位、角度有著較為嚴格的要求，觀眾數量較多時容易出現問題。

從《星球大戰》中漂浮在空中的影像，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信息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。但全息技術必須通過一定的介質，將影像投射到上面，才能顯現出來。

“目前顯示器感光陣列絕大部分是平面分布的，科幻片中的三維畫面更多要依靠人視覺上的效果，屬于‘仿三維’，真正的三維立體顯示仍是一個重大挑戰。”上理工光子芯片研究院方心遠副教授說。

要做納米三維立體屏第一個“吃螃蟹”的人，首先要解決的就是將屏幕透明化的問題，這樣才能從各個角度呈現生動、立體的圖像。上海理工大學光子芯片研究院團隊與浙江大學團隊合作，將全息顯示應用在通過飛秒激光誘導的鈣鈦礦納米晶三維可控分布的無色透明的復合材料中，點亮三維分布的量子點，首次實現了動態立體彩色全息顯示。

和目前的平面顯示器相比，新型立體彩色顯示器有更高的分辨率和信息容量，也為未來的“屏幕革命”拓展了更大的想象空間。“它是納米級的像素控制，精度非常高，分辨率遠高于目前的二維屏幕。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，我想這也是我們做科研的意義所在。”方心遠談道。

研究成果以《玻璃中穩定的鈣鈦礦納米晶體三維直寫》(Three-dimensional direct lithography of stable perovskite nanocrystals in glass)為題發表在《科學》正刊，論文共同第一作者為浙大光電學院博士生孫軻、之江實驗室PI譚德志、上海理工大學副教授方心遠。

“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，“我們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激光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。”

事實上，全息技術自丹尼斯·蓋博發明以來，除了用于顯示技術領域，全息在存儲、加密、成像、光學計算等領域均產生了重要影響。