用液晶隐藏在镜子和窗户中的秘密图像

一种从古代“魔镜”中借用的技术使用液晶来藏匿非正确光线之外所有光线的图像

新科学家 By Karmela Padavic-Callaghan

5 May 2022，

PHYSICS 

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一面汉代魔镜。当明亮的光线照射在镜子上时它反射一幅附近的隐藏图案。Robert Kawka / Alamy Stock Photo

嵌有液晶的窗户和镜子能隐藏仅当正确种类的光线被照射在它上时出现的图像。这项技术被一个4000年老的制造“魔镜”技巧灵感，可能是一个朝着开发更好的3D图像显示器的一步。

一面魔镜或一扇窗户看起来是透明的，直到一个光被照射到它上面揭示一幅秘密的图像。古代中国和日本的工匠用青铜制作了同样隐藏图像的魔镜，但物理学家仅在15年前才开始了解它们怎样工作的。

加拿大渥太华大学的菲利克斯胡夫纳格尔和他的同事用这些洞察来建造一种新型的魔镜和窗户。它们的版本包含一种叫液晶的物质状态。虽然液体是自由流动的并且晶体原子被组织进僵硬的网格，但液晶分裂这种差异：它们的分子既是流体的又是排列成模式。

一面魔镜揭示一幅图像。Hufnagel et al.

许多电视屏幕使用液晶因为它们的属性如颜色能被改变分子的模式控制。该新技术使用一个类似的想法，对液晶施加一个电压来显示不同的图像。胡夫纳格尔说，“通过定制分子的方向，我们基本上决定什么图像将被形成”。

对于几千年老的镜子，在它们表面上非常轻微的颠簸和压痕使光线刚好以恰当的方式反弹来形成一幅图像。相比之下，液晶魔窗是完全的平坦的和光滑的。

研究人员还能够来准确的决定光必须有哪些属特了；爱解开隐藏的图像，例如它的偏振。使用错误类型的光造成无意义的图像或隐藏图像的负片。

由新技术揭示的图像当从不同角度和距离观看时看起来清晰的。研究人员说，这意味着它可以被用来改善3D图像投影仪，这些图像往往仅当观众恰好面对它们时显示一幅清晰的图像。

期刊参考 Optica, DOI: 10.1364/OPTICA.454293

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