Las aplicaciones modernas, como la microsopia de alta resolución o el procesamiento de materiales a micro o nanoescala, requieren rayos láser personalizados que no cambian durante la propagación. Esto representa un desafío inmenso ya que la luz generalmente se ensancha durante la propagación, un fenómeno conocido como difracción. Por lo tanto, los campos de luz denominados invariantes en la propagación o no difractantes no parecen posibles a primera vista. Si fuera posible producirlos, permitirían nuevas aplicaciones como la microscopía de disco de luz o el corte por láser, fresado o taladrado con relaciones de aspecto elevadas.

Un equipo de investigación internacional de las Universidades de Birmingham (Reino Unido), Marsella (Francia) y Münster (Alemania) han logrado por primera vez crear haces arbitrarios no difractantes. "Implementamos un enfoque inspirado en la naturaleza, en el que cualquier estructura de intensidad deseada puede ser especificada por sus límites, "explica uno de los autores del estudio, Prof. Cornelia Denz del Instituto de Física Aplicada de la Universidad de Münster. Los autores explotan hábilmente las estructuras de luz que se pueden ver en arcoíris o cuando la luz se transmite a través de vasos:estructuras de rayos espectaculares llamadas cáusticas. Son líneas de enfoque brillantes que se superponen, y así construir redes que puedan explotarse para la propagación no difractante. El equipo desarrolló un método para utilizar estas cáusticas como base para la generación de estructuras arbitrarias, y así ha creado una manipulación inteligente de la propagación de rayos. De este modo, Se pueden formar innumerables tipos nuevos de rayos láser en la escala micrométrica, abriendo perspectivas completamente nuevas en el procesamiento de materiales ópticos, transmisión de señales multidimensionales o imágenes avanzadas de alta resolución.

Hace solo unos años fue posible realizar algunos campos de luz que exhiben estas propiedades no difractantes, aunque la idea teórica es más antigua:las estructuras de anillos concéntricos como el haz de Bessel podrían producirse de forma invariante en la propagación. La teoría predice toda una clase de vigas cuya forma transversal se genera en trayectorias elípticas o parabólicas y representan soluciones naturales de la ecuación de onda. Aunque durante mucho tiempo ha habido una necesidad de haces de luz personalizados con estas propiedades, apenas se han producido experimentalmente porque la invariancia de la estructura de intensidad transversal debe mantenerse durante la propagación.