Holografische Videoanzeige in Echtzeit: Meta-SLM

• Antragstellerin: Dr.-Ing. Maryna Meretska
• Fachliche Zuordnung: Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513531433

Licht ist einer der grundlegenden Aspekte unseres Universums. Es umgibt uns, ermöglicht uns zu überleben und als Spezies zu gedeihen. Die Menschheit bemüht sich seit Jahrtausenden, das Licht zu ihrem Vorteil zu nutzen. Seit der Erfindung der Linsen durch die Ägypter und Mesopotamier hat die Technologie einen großen Sprung nach vorn gemacht, der eine dynamische Manipulation von Phase und Amplitude des Lichts auf Nanoebene mit Hilfe der räumlichen Lichtmodulatortechnologie (SLM) ermöglicht. Die SLM-Technologie hat sich in der Forschung und in kommerziellen Anwendungen wie der Mikroskopie, der Bildgebung, der Wellenfrontformung und holografischen Displays durchgesetzt. Die Modulationsgeschwindigkeit und der Betrachtungswinkel sind Schlüsseleigenschaften dieser Technologie. Leider können die derzeitigen Geräte den wachsenden Bedarf an Wellenfrontmanipulation in verschiedenen Wissenschaftsbereichen nicht decken. Dieser Antrag zielt darauf ab, ein optisches Instrument - Meta-SLM - zu schaffen, das eine um Größenordnungen höhere Modulationsgeschwindigkeit erreicht und einen großen Betrachtungswinkel hat, der die Anforderungen an das menschliche stereoskopische Sehen übertriff. Das Design des Meta-SLM beseitigt von Natur aus die Einschränkungen, die in den derzeitigen Geräten vorhanden sind. Das Meta-Pixel des Meta-SLM besteht aus einer mehrschichtigen photonischen Struktur, die magneto-optisch aktives Material enthält, die magneto-optisches Material enthält, dessen charakteristische Strukturen in der Größenordnung von Sub-Wellenlänge sind. Im Rahmen des Projekts wird die dynamische Licht-Materie-lnteraktion untersucht, um Lichtmanipulation mit kleinen externen Magnetfeldern zu realisieren. Dieser Mechanismus beruht auf einem neuartigen topologischen Übergang, der hier untersucht werden soll. Die Manipulation von unpolarisiertem Licht wird durch sorgfältiges Design der Permittivitäts- und Permeabilitätstensoren der Materie erreicht. Als Ergebnis dieses Projekts wird mein Team ein holografisches Echtzeit-Videodisplay entwickeln. Die entwickelte Technologie wird kommerziellen und wissenschaftlichen Anwendungen zugutekommen, unter anderem in den Bereichen Automobiltechnik, Mikroskopie, Holografie und Quantencomputer.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen