南京大学在新光学材料研究方面取得进展

最后，图3展示了基于透明哑光表面的一种新透明显示方案，即把透明玻璃变成显示屏。透明哑光表面的漫反射类似于电影院的幕布功能，可以投影显示。再结合高透明性，就实现了透明显示。图3A展示了实验设置。样品的后侧放置了一支向日葵，投影仪将彩色蝴蝶投影到样品的前侧，并在同一侧用相机拍摄。图3B展示了样品为透明哑光表面时拍摄的照片。显然，投影的蝴蝶和样品后面的向日葵都非常清晰。作为对比，如果用防眩光膜替代了透明哑光表面（图3C），此时蝴蝶明显暗淡了许多，同时向日葵也变得十分模糊。有趣的是，基于透明哑光表面的投影显示还具有单侧显示的特征。图3E展示了投影彩色铅笔时从前后侧分别拍摄的照片，可见前侧铅笔十分清晰，而后侧则几乎看不清铅笔。这再次验证了极端不对称的光散射。作为对比，使用防眩光膜时（图3F），前后拍摄到的铅笔亮度相近，意味着防眩光膜中的光散射在前后都存在。

图3.基于透明哑光表面的透明显示

综上所述，透明哑光表面在全可见光波段融合了透射清晰成像与完美漫反射，实现了一类特殊的光学材料，解决了光学中透明性与哑光外貌无法兼容这个难题。透明哑光表面技术具备广阔的应用价值，甚至可能带来颠覆性的改变。例如，想象一辆汽车在外部看起来完全没有窗户，但内部的驾驶员却可以毫无阻碍地看到外界；或者一个四面都被墙壁包围的房子，当里面的人向外看时，墙壁却好像是透明玻璃一样，可以无碍地欣赏外界的全部景色。有了透明哑光表面，这些科幻场景不再是不可能实现的。此外，透明哑光表面还有望以较低的成本来实现大面积的动态高清透明显示，可用于车载显示、橱窗显示、增强现实等科技。

该研究成果以“Matte surfaces with broadband transparency enabled by highly asymmetric diffusion of white light”为题于2024年3月15日发表在国际重要期刊《科学进展》上。本文第一作者为南京大学褚宏晨副研究员（现为南京师范大学研究员）和南京大学熊翔教授，通讯作者为南京大学赖耘教授、彭茹雯教授和王牧教授，合作者包括香港大学Nicholas X. Fang教授。研究工作得到了南京大学物理学院、固体微结构物理国家重点实验室、人工微结构科学与技术协同创新中心等平台支持，以及科技部重点研发计划，国家自然科学基金等项目资助。

相关链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adm8061