La fotónica es un campo en rápido crecimiento en el que algunas de las ideas más de ciencia ficción del pasado no tan lejano, están tomando forma. Ahora, una investigación financiada con fondos europeos está acercando la noción de una capa de invisibilidad mediante el uso de estructuras microscópicas que pueden desviar la luz.

Los dispositivos ópticos están experimentando una revolución:se están encogiendo, integrarse de manera más eficaz, con avances cada vez más disponibles para los mercados masivos. Mientras que la óptica tradicional se mide en centímetros, las últimas innovaciones utilizan objetos a nanoescala para controlar, guía, y enfocar la luz.

Nuestra capacidad para dar forma a materiales metálicos nos ha llevado al campo de la nanofotónica. Los metamateriales 3-D contribuyen al desarrollo de lentes de alta resolución y dispositivos de ocultación. Pero tienen desventajas. Luchan por doblar la luz en ondas que son visibles a simple vista, absorben la luz provocando sombras, son engorrosos de transportar y poco prácticos de fabricar.

Ahora, una investigación financiada con fondos europeos está ayudando a crear un nuevo material:lentes bidimensionales recubiertos con nitruro de galio, que brilla en azul debajo del LED. El proyecto FLATLIGHT se refiere a estos como 'metasuperficies'. En un artículo publicado recientemente, Las metasuperficies se describen como delgadas y livianas en comparación con la óptica tradicional y, sin embargo, fáciles de fabricar en comparación con los metamateriales tridimensionales.

El nitruro de galio está tallado en pilares que son lo suficientemente pequeños como para crear retrasos en la forma en que las ondas de luz fluyen a través de ellos. Habiendo estudiado cómo los pilares de diferentes formas distorsionan la luz, el proyecto ahora puede diseñar lentes que fuercen la luz en cualquier dirección, en bucle hacia los lados o hacia atrás a pedido. Esta adaptabilidad, junto con un proceso de producción más sencillo y una mayor portabilidad, abre el campo para una amplia gama de aplicaciones.

Aunque el proceso se está perfeccionando, el hecho de que la tecnología sea tan ligera está atrayendo interés. El espacio es un área en la que las restricciones de peso son cruciales y la nave espacial Gaia utiliza materiales similares en sus esfuerzos por dividir la luz y ayudar a medir la composición de las estrellas con mayor precisión.

Sin embargo, cada conjunto de pilares solo funciona dentro de una gama limitada de colores, lo que significa que el objeto que oculta permanece visible en todos los demás. Aunque esto podría significar que las capas de invisibilidad están muy lejos, las metasuperficies tienen un gran potencial en otras aplicaciones. Combinándolos con semiconductores ópticamente activos como el nitruro de indio, galio y aluminio, los llamados InGaAlN, el proyecto agregará ganancia óptica y capacidad de modulación al sistema para crear nuevos, dispositivos optoelectrónicos eficientes.

¡Eso no quiere decir que el proyecto haya perdido de vista la posibilidad de desarrollar una capa de invisibilidad! Ha desarrollado un concepto de Transformación de Límites Conformales que se describe como, "un método analítico, basado en derivaciones del primer principio, que nos permite diseñar la transmisión y la reflexión de la luz para cualquier geometría de interfaz y cualquier onda incidente dada".

Afirman que el concepto ofrece una amplia gama de nuevas oportunidades de diseño, por ejemplo, para ocultar objetos detrás de una 'cortina óptica', para crear ilusiones ópticas reflejando imágenes virtuales, o para suprimir la difracción que se produce generalmente durante la dispersión de la luz en las interfaces onduladas.