2006年8月18日
科学家们公布了一项新技术，该技术可以使视频显示器比现有的模型真实地再现更丰富的颜色范围，提供如此逼真的观看体验，让你很难再回到旧电视上。科学家们说，这项发明是基于利用显微人造肌肉对光线进行微调，可能在八年内变成具有价格竞争力的消费品。这项研究发表在光学信，一本日记美国光学学会，并将发表在9月1日出版的杂志上。
在普通的显示器中，如电子管、平板液晶显示器或等离子显示器，每个像素都由三个发光元素组成，分别代表红、绿、蓝这三种基本颜色。例如，橙色和黄色的阴影是通过混合不同数量的红色和绿色来显示的。除非你仔细观察，否则像素中的颜色元素是无法分辨的:眼睛看到的是单一的复合颜色。
每个像素中的基本颜色是固定的，只有它们的数量可以改变——通过调整颜色元素的亮度——来创建不同的复合颜色。这样一来，现有的显示器就可以重现大多数可见的颜色——但不是全部。例如，当前的显示器不能忠实地再现人们在天空或海洋中看到的蓝色色调。
“液晶显示器(LCD)等尖端显示器在生产过程中就决定了红、绿、蓝三种混合颜色，因此只能复制有限的颜色范围。”位于瑞士苏黎世的瑞士联邦理工学院(Eidgenvssische Technische Hochschule，简称ETH)的纳米技术专家Manuel Aschwanden说。Aschwanden和他的同事Andreas Stemmer认为，人们可以通过改变基本颜色本身来克服这些限制，而不仅仅是改变它们的亮度。为了获得不同的颜色，他们使用了一种叫做衍射的光学技巧。
在他们的实验中，白光照射到衍射光栅上，衍射光栅是表面上等距凹槽的图案。它们的格栅是一种十分之一毫米宽的橡胶薄膜，一面被塑造成一种形状，类似于显微镜下的褶皱窗帘。这种薄膜由一个“人造肌肉”组成，这是一种当电压施加时收缩的聚合物。
白光包含彩虹的全部光谱，对应于光的所有波长。但当白光照射到衍射光栅时，不同的波长会以不同的角度散开。
“这就像你把一张CD放在阳光直射的地方，然后旋转它，”Aschwanden说。就像CD表面的微观轨迹一样，人造肌肉上的沟槽将白光分裂成彩虹色。但是ETH团队并没有旋转表面以获得不同的颜色，而是通过对人工肌肉施加不同的电压来调整光线的角度。当薄膜拉伸或松弛时，射入的光线“看到”间隔越来越近的沟槽。所有的反射角度都改变了，所以整个波长变成了一个整体。想要的颜色可以通过让光穿过一个孔来分离出来:当这个孔固定不变时，光谱的不同部分会撞击它并穿过它。
为了获得复合颜色，每个像素需要使用两个或更多的衍射光栅。阿斯旺登说，通过这种方法，显示器可以产生人眼能感知的全部颜色。
可调谐衍射光栅通常用于光纤通信和视频投影仪等应用，但现有的技术是基于硬材料而不是人造肌肉，这限制了它们的可拉伸性不到一个百分点。欧洲杯足球竞彩相比之下，人造肌肉可以大量改变其长度。相应地，反射光的扇会移动到足够的位置，使得穿过洞的光束从光谱的一端改变到另一端。
要想获得一种完整的颜色，首先需要“真正”的白光光源，而不是人眼眼中看起来像白光的红、绿、蓝三色光的组合。Aschwanden说，为了达到这个目的，这项技术可以开发新一代的白光LED灯。
Aschwanden表示，虽然Aschwanden和Stemmer目前只进行了概念验证，但它证明了该技术的可行性。他说，如果有足够的投资，它可能在不到八年的时间里变成消费品。“一旦你有了一个像素，开发一个新产品就不会花太长时间。”
该团队目前正在改进这项技术，使其更接近于工业应用。特别是，Optics Letters论文中描述的人造肌肉在几千伏特的电压下工作，而在消费产品中则需要接近120伏特的家用交流电。Aschwand欧洲杯足球竞彩en说，目前正在开发的新材料可以让电压进一步下降。
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