科學家用液晶創建平面“魔窗”

加拿大研究人員使用液晶制造了一個平面魔法窗，這種透明裝置在光線照射時會產生隱藏的圖像。

幾千年前，中國工匠就曾制作出一種青銅鏡，在觀察自己的影像時看起來像普通的平面鏡，但在陽光直射時會形成另一個圖像。直到20世紀初，科學家才明白這些設備的工作原理是因為投射到鏡子背面的圖像會產生微小的表面變化，從而導致圖像形成。

研究小組負責人說：“我們創建的魔窗在肉眼看來是完全平坦的，但實際上有輕微的變化，會根據光線產生圖像。通過將窗設計得相對平滑，可在離窗很遠的距離范圍內看到所創建的圖像?！?/p>

研究人員表示，使用液晶制造魔窗或魔鏡，有朝一日可用于制作動態藝術魔窗或電影。也可讓這種方法適用于3D顯示，這樣從不同距離觀看也能產生穩定的3D圖像。

液晶是可像傳統液體一樣流動但具有固態晶體一樣定向的分子的材料。研究人員此次對一種眾所周知的制造工藝進行了改進，該工藝產生一種特定的液晶圖案，可在照射時產生所需的圖像。

他們使用了潘查拉特奈姆—貝瑞（PB）光學器件，這是一種液晶器件，在PB相的原理下工作。通過改變該設備中液晶分子的方向，研究人員可改變光在逐個像素穿過設備時的特性。

在制作了魔鏡和魔窗后，研究人員使用相機測量了兩種設備產生的光強度模式。當用激光束照射時，鏡子和窗戶都會產生可見的圖像，即使相機與鏡子或窗戶之間的距離發生變化，該圖像也能保持穩定。研究還表明，這些設備在用LED光源照明時也會產生圖像，這在現實生活中使用起來會更實用。

研究人員目前正在利用該方法制造量子魔板，例如其中兩個板可創建糾纏圖像，用以研究量子成像協議。他們還在探索使用液晶以外的方法制造魔窗的可能性，例如使用介電超表面制造魔窗設備可減少其占用空間，同時增加帶寬。

（來源：科技日報）