Los sistemas ópticos actuales, desde las cámaras de los teléfonos inteligentes hasta los microscopios de vanguardia, utilizan tecnología que no ha cambiado mucho desde mediados del siglo XVIII. Las lentes compuestas, inventadas alrededor de 1730, corrigen las aberraciones cromáticas que hacen que las lentes enfoquen diferentes longitudes de onda deluz en diferentes lugares. Si bien son efectivas, estas lentes de materiales múltiples son voluminosas, costosas y requieren pulido o moldeado de precisión y una alineación óptica muy cuidadosa. Ahora, un grupo de investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard SEAS pregunta: ¿No es hora de una actualización?
Los investigadores de SEAS han desarrollado un llamado metacorrector, una superficie de nanoestructuras de una sola capa que puede corregir aberraciones cromáticas en todo el espectro visible y puede incorporarse en sistemas ópticos comerciales, desde lentes simples hasta microscopios de alta gama. El metacorrector eliminó lasaberraciones en una lente comercial en todo el espectro de luz visible. El dispositivo también funciona para objetivos supercomplejos con hasta 14 lentes convencionales, que se utilizan en microscopios de alta resolución.
La investigación se describe en Nano letras .
"Nuestra tecnología de metacorrectores puede trabajar en conjunto con los componentes ópticos refractivos tradicionales para mejorar el rendimiento y reducir significativamente la complejidad y la huella del sistema, para una amplia gama de aplicaciones de gran volumen", dijo Federico Capasso, profesor de Robert L. Wallace deFísica aplicada y Vinton Hayes Investigador principal en Ingeniería Eléctrica en SEAS y autor principal del artículo.
En investigaciones anteriores, Capasso y su equipo demostraron que las metasuperficies, matrices de nanopilares espaciadas a menos de una longitud de onda, se pueden utilizar para manipular la fase, amplitud y polarización de la luz y habilitar nuevos dispositivos ópticos ultracompactos, incluidas lentes planas.Esta investigación utiliza los mismos principios para sintonizar y controlar el índice de refracción efectivo de cada nanopilar de modo que el metacorrector lleve todas las longitudes de onda al mismo punto focal.
"Puedes imaginar la luz como diferentes paquetes que se entregan a diferentes velocidades a medida que se propaga en los nanopilares. Hemos diseñado los nanopilares para que todos estos paquetes lleguen al punto focal al mismo tiempo y con el mismo ancho temporal", dijo.Wei Ting Chen, investigador asociado en física aplicada en SEAS y primer autor del artículo.
"El uso de metacorrectores es fundamentalmente diferente de los métodos convencionales de corrección de aberraciones, como la conexión en cascada de componentes ópticos refractivos o el uso de elementos difractivos, ya que implica ingeniería de nanoestructuras", dijo Alexander Zhu, estudiante graduado de SEAS y coautor del estudio."Esto significa que podemos ir más allá de las limitaciones de material de las lentes y tener un rendimiento mucho mejor".
A continuación, los investigadores apuntan a aumentar la eficiencia de los dispositivos ópticos en miniatura y de gama alta.
La Oficina de Desarrollo Tecnológico de Harvard ha protegido la propiedad intelectual relacionada con este proyecto y está explorando oportunidades de comercialización.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard . Original escrito por Leah Burrows. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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