Pellicole nanostrutturate che piegano luce più compatte di voluminose lenti tradizionali

Nano Lett. 17, 10, 6267-6272, American Chemical Society, DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b02952

Superfici piane che riescono a reindirizzare un fascio di luce fatte di pellicole sottili con nanostrutture sono state realizzate da un gruppo di ricercatori dell’Agenzia per la scienza, la tecnologia e la ricerca (A*STAR) di Singapore. Questi componenti ottici, molto compatti e leggeri, potrebbero essere un giorno utilizzati per costruire dispositivi optoelettronici portatili e in generale per i dispositivi elettronici che dispongono di lenti (ad esempio quelli per scattare fotografie a girare video).

La loro particolarità sta nel fatto che sono superfici piane e che, proprio per questo, si possono rivelare più compatte e dunque possono occupare meno spazio rispetto ai componenti ottici di vetro tradizionali per riflettere la luce o per rifrarla. Questi ultimi, infatti, tendono ad essere “tridimensionali”. Si prenda Ad esempio una lente: essa, per alterare la propagazione della luce deve vantare una superficie curva in modo che la luce stessa si vada a concentrare in un punto. Ciò va ad intaccare sulle dimensioni e dunque sui possibili utilizzi, soprattutto per quanto riguarda i dispositivi elettrici odierni (si pensi per esempio alle fotocamere degli smartphone) che devono essere sempre più compatti.

Un’alternativa sarebbe rappresentata dalle metasuperfici. Queste ultime sono fatte di strutture più piccole della lunghezza d’onda della luce in modo da modificare i fasci di quest’ultima e direzionali in altro modo. Tuttavia con le metasuperfici l’efficienza non è massima in quanto la luce Non viene ridistribuita nella direzione corretta andando ad aumentare gli angoli.

Questa nuova ricerca ha realizzato invece una nuova classe di metasuperfici con unna pellicola sottile di biossido di titanio su un substrato di vetro. Con questa nuova superficie, i ricercatori sono stati in grado di piegare di oltre il 50% un raggio di luce con un angolo fino a 73°.
Ci avviamo, dunque, verso fotocamere sottili quanto un foglio di carta? Difficile fare previsioni in tal senso ma, dopo aver ottenuto questi primi risultati, il team di scienziati sta lavorando su una lente piatta con un’apertura numerica estremamente ampia, come confermato da Ramón Paniagua-Domínguez, uno degli autori della ricerca.

Fonti e approfondimenti



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