Los teléfonos inteligentes y los drones pronto 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 ópticas móviles asequibles, livianas y potentes para teléfonos, drones y satélites.

Los investigadores han desarrollado un diseño de lente metálica multicapa que puede enfocar múltiples colores simultáneamente, rompiendo las limitaciones fundamentales de las lentes de una sola capa. - Foto: Optics Express

En lugar de confiar en una sola capa de metamaterial, el equipo de investigación apiló múltiples capas, superando la limitación fundamental de las lentes de metal para enfocar múltiples longitudes de onda de luz simultáneamente.

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

Joshua Jordaan, autor principal de la Universidad Nacional Australiana y Centro de Excelencia ARC para Óptica Metatransformativa (TMOS), afirmó: «Este diseño posee numerosas características que lo hacen ideal para dispositivos prácticos. Es fácil de fabricar gracias a su baja relación geométrica, las capas individuales pueden fabricarse por separado y luego ensamblarse, es independiente de la polarización y tiene potencial de escalabilidad utilizando la tecnología de semiconductores existente».

Las lentes metálicas tienen solo una fracción del grosor de un cabello humano, muchas veces más delgadas que las lentes ópticas tradicionales. Permiten distancias focales que las lentes convencionales no pueden alcanzar.

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

Estas nanoestructuras tienen aproximadamente 300 nanómetros de alto y 1000 nanómetros de ancho, suficientes para crear mapas de fase ópticos, lo que permite enfocar la luz en patrones arbitrarios. «Incluso podemos enfocar diferentes longitudes de onda en diferentes puntos para crear enrutadores de color», afirmó Jordaan.

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

En ese sentido, el equipo de investigación cree que las lentes metálicas ofrecerán importantes beneficios a los sistemas de imágenes móviles. Jordaan enfatizó: «Nuestro diseño es ideal para drones o satélites de observación de la Tierra, ya que nos hemos esforzado por hacerlos lo más compactos y ligeros posible».

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