(Phys.org):los hologramas dinámicos permiten que las imágenes tridimensionales cambien con el tiempo como una película, pero hasta ahora estos hologramas aún se están desarrollando. El desarrollo de hologramas dinámicos ahora puede recibir un impulso de la investigación reciente sobre metasuperficies ópticas, un tipo de superficie fotónica con propiedades ópticas sintonizables.

En un nuevo estudio publicado en Letras de física aplicada , un equipo de científicos de la Universidad Nacional de Australia en Canberra, Australia; Universidad Friedrich Schiller de Jena en Jena, Alemania; y Sandia National Laboratories en Albuquerque, Nuevo Mexico, NOSOTROS, ha demostrado una nueva forma de ajustar las metasuperficies ópticas.

Una metasuperficie es una hoja delgada que consta de una matriz periódica de elementos a nanoescala. Las dimensiones exactas de estos elementos son fundamentales, ya que están diseñados específicamente para manipular ciertas longitudes de onda de luz de formas particulares que mejoran sus propiedades eléctricas y magnéticas.

Aquí, los científicos demostraron cómo manipular una metasuperficie aplicando un voltaje eléctrico. Al "encender" y "apagar" el voltaje de control, "los investigadores podrían cambiar la transmisión óptica de la metasuperficie. Por ejemplo, podrían sintonizar la transmisión del régimen opaco al transparente para ciertas longitudes de onda, logrando un cambio de transmitancia de hasta el 75%. El interruptor de voltaje también podría cambiar la fase de ciertas longitudes de onda hasta en 180 °.

"Demostramos una nueva plataforma tecnológica que permite el ajuste de metasuperficies ópticas con gran contraste mediante la simple aplicación de un voltaje, "Dragomir Neshev, profesor de física en la Universidad Nacional de Australia, dicho Phys.org . "Desde la perspectiva de la aplicación, se suma a la importancia de que nuestro concepto de sintonización se base en una tecnología similar a la utilizada en las pantallas comerciales de cristal líquido, lo que facilitaría en gran medida la traducción de nuestro concepto a aplicaciones del mundo real de metasuperficies ajustables ".

La forma en que funciona este ajuste es que el voltaje cambia físicamente los elementos de la metasuperficie. La metasuperficie está hecha de una red cuadrada de nanodiscos de silicio de 600 nm de diámetro incrustados en un cristal líquido. Cuando el voltaje está "apagado, "las moléculas alargadas del cristal líquido se encuentran paralelas a la metasuperficie. Al activar el voltaje, se reorientan las moléculas de cristal líquido para que se mantengan perpendiculares a la metasuperficie. Las ondas de luz interactúan con la metasuperficie de manera diferente según la orientación del cristal líquido .

Si bien se han sugerido otros métodos de ajuste de metasuperficie, estos tienen varios inconvenientes, como que funcionan lentamente y requieren asistencia que los hace imprácticos para aplicaciones inmediatas. Dado que la nueva metasuperficie eléctricamente sintonizable funciona de forma rápida y sencilla, los investigadores esperan que el método pueda tener una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo hologramas dinámicos, imagen sintonizable, y direccionamiento activo del haz.

"Con respecto a una visión o inspiración a largo plazo para el desarrollo de dispositivos holográficos dinámicos, podemos ver casi cualquier película de ciencia ficción, ", Dijo Neshev." La mayoría de ellos cuentan con dispositivos holográficos de interacción hombre-máquina con fines de visualización y comunicación, donde el holograma se mueve y cambia en el tiempo según la entrada del usuario.

"Aunque todavía estamos lejos de este objetivo, una aplicación realista a medio plazo de nuestras metasuperficies son lentes sintonizables para aplicaciones de microscopía láser y modeladores de haz con funcionalidades mejoradas, como la respuesta selectiva de polarización. La dirección activa del haz o la conformación del haz se pueden aplicar en comunicaciones o como componentes en configuraciones de laboratorio óptico ".

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