En la búsqueda de la miniaturización, los científicos del Centro de Física Integrada de Nanoestructura, dentro del Instituto de Ciencias Básicas IBS, Corea del Sur, en colaboración con investigadores de la Universidad de Birmingham y el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST, desarrollen lentes planas de tarjetas de crédito con características ajustables. Estos dispositivos ópticos, hechos de grafeno y una superficie dorada perforada, podrían convertirse en componentes ópticos para aplicaciones avanzadas, como lentes ajustables de amplitud, láseres es decir, placas de fase de vórtice yholografía dinámica.
Metasuperficies son nuevos materiales 2D que pueden controlar eficazmente los componentes eléctricos y magnéticos de la luz y otras ondas electromagnéticas y doblarlos en direcciones personalizadas. Controlar la dirección del haz puede generar fenómenos interesantes; el más increíble es el "efecto de capa de invisibilidad, "donde las ondas de luz evitan un objeto que recrea la imagen más allá del objeto, como el agua que fluye en un río evitaría una piedra.
Publicado en Materiales ópticos avanzados , el estudio presenta las propiedades de una metasuperficie que funciona como lente convexa. Específicamente, está hecha de una lámina de oro perforada con agujeros en forma de U del tamaño de un micrómetro y cubierta con grafeno. Como la forma de las lentes convexas comunes permite la luzpara concentrarse en un punto o foco, piense en una lupa que pueda concentrar un haz de luz e incluso iniciar un incendio, por lo que el patrón particular de las pequeñas aberturas de los metalenses funciona enfocando el haz entrante.
Además, estos microagujeros también pueden cambiar la polarización de la luz. Si bien la luz natural generalmente no se polariza antes de reflejarse, el equipo usó ondas polarizadas circularmente, que es un haz de luz donde la dirección del campo eléctrico es espiral en espiral. Esta metalens puede convertirsela onda de polarización circular izquierda que va en sentido antihorario si se ve directamente en frente a polarización circular derecha sentido horario. Los investigadores lograron obtener una tasa de conversión del 35%. La conversión de la polarización circular podría ser útil en varios campos, por ejemplobiosensores y telecomunicaciones.
Para controlar aún más propiedades, los científicos aprovecharon las características electrónicas únicas del grafeno y las usaron para ajustar la intensidad o amplitud del haz de salida. Aquí el grafeno desempeña el papel de la exposición de una cámara. En el caso de la cámara,un control mecánico permite que el tiempo y el tamaño de apertura de un obturador determinado determinen la cantidad de luz que ingresa al instrumento. Estos metalenses, en cambio, regulan la exposición a través de una tensión eléctrica aplicada a la hoja de grafeno, sin la necesidad de componentes voluminosos.la capa de grafeno, el haz de salida se debilita. "Con el uso de metalentes, puede hacer microscopios, cámaras y herramientas utilizadas en mediciones ópticas muy sensibles, mucho más compactas", aclara Teun-Teun Kim, el primer autor del estudio.
Los metalenses fueron diseñados para un tipo de onda electromagnética, que se encuentra entre la radiación infrarroja y la radiación de microondas, llamada radiación de terahercios. Este tipo de radiación puede atravesar algunos materiales como telas y plásticos, pero a una profundidad menor queradiación de microondas, por esta razón se emplea para vigilancia y detección de seguridad.
"Si bien las lentes ópticas convencionales tienen un grosor de varios centímetros a varios milímetros, esta metalens tiene solo unas pocas decenas de micrómetros de grosor. La intensidad de la luz enfocada se puede controlar de manera efectiva y podría encontrar aplicaciones útiles en instrumentos ópticos ultra pequeños", destacan los científicos. Teun-Teun Kim, el primer autor del estudio.
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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