量子点掺杂水凝胶复合材料:一类新型3D显示承接材料

作者:   发布日期: 2014-05-12

       三维(3D)显示技术可大幅提高人们的视觉感受,成为下一代显示技术发展的主流方向。与目前商业化的3D电影和3D电视所采用的视差型立体显示技术不同,全息三维显示技术可以恢复包括振幅和相位在内的物体发光全部信息,获得与观看真实场景完全相同的视觉效果,一直是学术界和工业界努力的重要方向。如同平板显示中的液晶屏一样,承接材料是全息三维显示系统的核心组成部分之一,决定着全息重建图像的质量。目前研究较多的稀有气体、稀土玻璃、有机染料等承接材料存在着诸多问题,如气相材料有毒,不易储存且易受外界环境影响;稀土材料的光转换效率低,加工困难且造价昂贵;有机染料稳定性较差,易聚集引起荧光淬灭,均不能满足三维显示发展需求。因此,发展满足全息显示需求的新型承接材料成为三维显示技术研究中的重要课题。针对上述挑战,最近北京理工大学王涌天教授为首席的973项目研究团队(http://www.karmynnicole.com),提出了将量子点掺杂水凝胶材料用于三维显示承接的新思路,相关结果发表在Advanced Optical Materials (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.201300517/full)上。

       该工作利用量子点的发光颜色可调、饱和度好、发光效率高、易于分散等特点和水凝胶尺寸及形状可调、物理机械性能好的优点,发展出量子点掺杂水凝胶复合材料。将凝胶块体置于全息显示光路系统中,可裸眼观看到凝胶块体内部重建的三维图像,不同观看角度下可感知到3D图像的不同侧面。同时该材料还具有局部破坏后可修复,凝胶的尺寸、形状及发光颜色随意调控,材料简单易得、价格低廉、动态响应速度快等多种优点,在三维显示及智能光学器件中具有应用前景。最近,该团队通过进一步研究,获得了具有自修复功能的量子点掺杂水凝胶承接材料。

        本研究是北京理工大学材料学院和光电学院合作完成的,研究工作得到了国家重点基础研究发展计划(973)项目“新型高分辨率三维显示器件与系统的基础研究(2013CB328800)”,国家自然科学基金和北京理工大学研究基金的支持,北京市纳米光子学与超精密光电系统实验室和北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心为课题研究提供了平台支持。
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