Nuovo metamateriale può manipolare luce in 3D su scala nanometrica

Immagine schematica della composizione di nuovo materiale (a sinistra) e il nuovo materiale visualizzato al microscopio (credito: Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.aax4769)

Un nuovo materiale che può “manipolare la luce con precisione su scala nanometrica” è stato sviluppato da un gruppo di ricercatori dell’Università di Washington.
Il materiale è stampato in 3D e può focalizzare la luce in determinati punti in uno schema elicoidale 3D, tuttavia lo stesso approccio può essere usato anche per elementi ottici che focalizzano e controllano la luce in altri modelli, come specifica il comunicato stampa che accompagna lo studio pubblicato su Science Advances.

Controllare la luce con precisione a queste grandezze così piccole può essere d’aiuto innanzitutto per la miniaturizzazione dei componenti ottici, in primis lenti o catadiottri. Tuttavia un approccio del genere può essere un utile in numerosi settori e campi.
Ad esempio, come specifica lo stesso comunicato stampa, questa scoperta può favorire la costruzione di sensori di profondità ultracompatti per il trasporto autonomo o di elementi ottici per display e sensori per le cuffie da utilizzare nella realtà virtuale e in quella aumentata.

Come specifica Arka Majumdar, ricercatore di ingegneria elettrica e informatica dell’Istituto per i Sistemi Nanoingegnerizzati della UW nonché uno degli autori dello studio, il dispositivo che hanno creato non ha simili nel settore dell’ottica rifrattiva: “Nessuno ha mai realizzato un dispositivo come questo prima con questo set di funzionalità.”

L’autore principale dello studio è Alan Zhan, recentemente laureatosi in fisica, il quale avuto l’intuizione per la creazione di questo elemento ottico.
Quest’ultimo è essenzialmente composto da una superficie coperta da migliaia di piccole sfere di dimensioni diverse. Queste microsfere sono disposte su un reticolo quadrato. I ricercatori hanno creato due prototipi, uno per focalizzare la luce a 1.550 nanometri, l’altro a 3.000 nanometri.

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