Investigadores de la Universidad de Soochow (China) han desarrollado una nueva película ultrafina capaz de crear imágenes detalladas en 3D que pueden verse con iluminación normal sin necesidad de dispositivos de lectura especiales. 

Las imágenes parecen flotar en la superficie del film con un suave paralaje, es decir, que pueden verse claramente desde todos los ángulos. Con un mayor desarrollo, el nuevo enfoque sin cristal podría utilizarse como elemento de seguridad visual o incorporarse a dispositivos de realidad virtual o aumentada.

“Nuestra película de imagen reflectante integrada y ultrafina crea una imagen que puede verse desde una amplia gama de ángulos y parece tener profundidad física. Puede laminarse fácilmente en cualquier superficie como una etiqueta o pegatina o integrarse en un sustrato transparente, lo que la hace adecuada para su uso como elemento de seguridad en billetes o documentos de identidad”, afirma el director del equipo de investigación, Su Shen, de la Universidad de Soochow (China). 

Los investigadores describen su nueva película de imagen en la revista Optics Letters. Con un grosor de sólo 25 micras, la película es aproximadamente dos veces más gruesa que un envoltorio de plástico doméstico. Utiliza una tecnología conocida como imagen de campo de luz, que capta la dirección e intensidad de todos los rayos de luz de una escena para crear una imagen en 3D.

“Conseguir imágenes 3D sin cristal con un gran campo de visión, un paralaje suave y un rango de profundidad amplio y enfocable en condiciones de visión naturales es uno de los retos más apasionantes de la óptica. Nuestro enfoque ofrece una forma innovadora de conseguir imágenes 3D vívidas que no causen molestias o fatiga visual, que sean fáciles de ver a simple vista y que sean estéticamente agradables”, detalla Shen. 

Grabación de alta densidad

Se han investigado varios esquemas técnicos para crear la experiencia ideal de visualización en 3D, pero suelen adolecer de inconvenientes como un ángulo de visión limitado o una baja eficiencia lumínica. Para superar estos inconvenientes, los investigadores desarrollaron una película reflectante para la obtención de imágenes del campo luminoso y un nuevo algoritmo que permite registrar con alta densidad tanto la información de posición como la angular del campo luminoso.

Los investigadores también desarrollaron un método económico de litografía de nanoimpresión que permite alcanzar la precisión necesaria para obtener un alto rendimiento óptico utilizando materiales de bajo coste. El film tiene un patrón con una matriz de elementos reflectantes de enfoque en una cara que actúan como pequeñas cámaras, mientras que la otra contiene una matriz de micropatrones que codifica la imagen que se va a mostrar.

“El potente método de microfabricación que utilizamos nos permitió hacer un enfoque reflectante extremadamente compacto, que mide sólo decenas de micras. Esto permite recoger densamente el resplandor de la luz, creando un efecto 3D realista”, explica Shen. 

Una imagen 3D realista

Los investigadores demostraron su nueva película utilizándola para crear una imagen en 3D de un dado cúbico que podía verse claramente desde casi cualquier punto de vista. La imagen resultante mide 8 x 8 milímetros con una profundidad de imagen que oscila entre 0,1 y 8,0 milímetros en condiciones de luz natural. También han diseñado y fabricado una película de imagen con un logotipo flotante que puede utilizarse como elemento decorativo, por ejemplo en la parte trasera de un teléfono móvil.

Los investigadores afirman que su algoritmo y su técnica de nanopatrones podrían ampliarse a otras aplicaciones creando los nanopatrones en una pantalla transparente en lugar de una película, por ejemplo. También están trabajando para comercializar el proceso de fabricación mediante el desarrollo de una máquina de nanoimpresión de doble cara que facilitaría la alineación precisa necesaria entre los micropatrones de cada lado de la película.

Créditos de imágenes: Su Shen, Soochow University in China