Pronto, los teléfonos y los drones tendrán cámaras tan delgadas como un cabello.

Los científicos han desarrollado un nuevo diseño de lente metálica multicapa que promete crear una nueva generación de sistemas ópticos portátiles baratos, ligeros y potentes para teléfonos, drones y satélites.

Investigadores han desarrollado un diseño de lente metálica multicapa capaz de converger varios colores simultáneamente, superando las limitaciones fundamentales de las lentes monocapa. - Foto: Optics Express

En lugar de depender de una sola capa de metamaterial, el equipo apiló múltiples capas, superando así la limitación fundamental de las lentes metálicas para converger múltiples longitudes de onda de luz a la vez.

El método basado en algoritmos ha creado nanoestructuras sofisticadas con forma de cuatro hojas, hélices o cuadrados, que ofrecen mayor eficiencia, escalabilidad e independencia de la polarización de la luz.

«Este diseño presenta numerosas características que lo hacen idóneo para dispositivos prácticos», afirmó Joshua Jordaan, autor principal de la Universidad Nacional Australiana y del Centro de Excelencia ARC para Sistemas Metaópticos Transformadores (TMOS). «Su fabricación es sencilla gracias a su baja relación de aspecto geométrica; las capas pueden fabricarse por separado y luego ensamblarse; es independiente de la polarización; y tiene potencial para su escalado mediante la tecnología de semiconductores existente».

Las lentes metálicas tienen un grosor muy inferior al de un cabello humano, siendo mucho más delgadas que las lentes ópticas tradicionales. Permiten crear distancias focales que las lentes convencionales no pueden alcanzar.

Inicialmente, el equipo intentó enfocar múltiples longitudes de onda utilizando una sola capa, pero se topó con limitaciones físicas. Recurriendo a estructuras multicapa, utilizaron un algoritmo de optimización inversa para encontrar formas de metasuperficie adecuadas, basado en la resonancia electromagnética dual (resonancia de Huygens), lo que aumentó la precisión y facilitó la producción en masa.

Estas nanoestructuras miden aproximadamente 300 nanómetros de alto y 1000 nanómetros de ancho, lo suficiente para crear un mapa de fase óptica que permite enfocar la luz en patrones arbitrarios. «Incluso podemos enfocar diferentes longitudes de onda en diferentes ubicaciones para crear un enrutador de color», afirmó Jordaan.

Sin embargo, el enfoque multicapa actualmente solo es factible hasta aproximadamente 5 longitudes de onda, debido a la necesidad de garantizar que la estructura sea lo suficientemente grande para la longitud de onda más larga sin causar difracción en longitudes de onda más cortas.

Dentro de ese límite, el equipo cree que las lentes metálicas podrían ser una gran ventaja para los sistemas de imagen móviles. «Nuestro diseño es ideal para drones o satélites de observación terrestre, ya que hemos intentado que sean lo más compactos y ligeros posible», afirma Jordaan.

Los resultados de la investigación fueron publicados en la revista Optics Express .

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VNA

Fuente: https://tuoitre.vn/dien-thoai-drone-sap-co-camera-mong-nhu-soi-toc-2025092508534341.htm