Las ondas sonoras, que se originan a partir de vibraciones en medios como gases y líquidos, están omnipresentes en nuestras experiencias diarias. En particular, las ondas de ultrasonido de alta frecuencia, imperceptibles para el oído humano, se utilizan en exámenes médicos de ultrasonido para diagnosticar tejidos u órganos dentro del cuerpo. En consecuencia, las ondas sonoras sirven como fuente de energía vital no sólo en medicina sino también en telecomunicaciones, recolección de energía, imágenes y otros campos. Las lentes acústicas son fundamentales en todas estas aplicaciones, ya que son fundamentales para enfocar con precisión las ondas sonoras.

Una metalente, compuesta por estructuras artificiales generalmente más pequeñas que la longitud de onda de las ondas, permite la manipulación ilimitada de las ondas al tiempo que reduce significativamente el grosor de la lente. Esta investigación amplía el concepto de campo de visión amplio, que actualmente es tendencia en dispositivos y pantallas AR y VR de próxima generación, al ámbito de la acústica, abriendo vías para aplicaciones novedosas de la tecnología de campo auditivo amplio.

El campo auditivo amplio mide la amplitud de ángulos a través de los cuales una lente puede mostrar una imagen de sonido. Los metalenses acústicos tradicionales sufren una distorsión del sonido no deseada (aberración) cuando las ondas se acercan en ángulos no perpendiculares.

El equipo ideó un método para controlar meticulosamente la fase de las lentes metálicas, garantizando un enfoque preciso de las ondas sonoras independientemente de su ángulo de incidencia. Esto marca el primer logro exitoso y demostración de un amplio campo de audición utilizando lentes metálicos ultrafinos, logrando hasta 140 grados de campo de audición sin distorsión del sonido.

El profesor Junsuk Rho del Departamento de Ingeniería Mecánica de POSTECH afirmó:"Al demostrar primero la importancia y la necesidad del campo de audición, hemos establecido un nuevo paradigma en el ámbito de los metalenses acústicos. Continuaremos nuestro trabajo para explorar más a fondo sus aplicaciones". en imágenes acústicas y sensores de alta sensibilidad junto con exploraciones en recolección de energía y monitoreo submarino dentro de ambientes submarinos."

Más información: Dongwoo Lee et al, Lentes metálicas de amplio campo auditivo para captura de sonido sin aberraciones, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47050-9

Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza

Proporcionado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang