Como parte de una colaboración internacional con la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur en Shenzhen (China), Los investigadores del London Centre for Nanotechnology del King's College London han desarrollado una forma novedosa de generar imágenes en color 3-D utilizando una metasuperficie reflectante que atraviesa todo el rango espectral visible. Las metauperficies son materiales diseñados en 2-D que suelen estar hechos de elementos de sublongitud de onda, que proporcionan un excelente control sobre la configuración de los frentes de onda ópticos mediante la manipulación de la polarización, fase y amplitud de la luz. A diferencia de las técnicas típicas de holografía basadas en metasuperficies, el método desarrollado no se basa en nanoestructuras intercaladas para multiplexación de longitud de onda o iluminación fuera del eje dependiente de la longitud de onda. En lugar de, Los investigadores utilizaron nanoestructuras de aluminio idénticas especialmente diseñadas para lograr una alta eficiencia de metasuperficie en todo el espectro visible. incluidos los tres colores RGB principales. Se empleó una combinación de reflejos especulares y difusos para generar imágenes de estructuras 2-D con efectos 3-D. La verdadera percepción de un objeto 3-D a través de efectos de sombreado está asegurada por tanto mediante un cambio adecuado en el brillo de la luz reflejada desde la metasuperficie plana en respuesta a variaciones en la iluminación o en el ángulo de observación. En contraste con los hologramas tridimensionales, esta estructura funciona bajo una iluminación incoherente.

Como prueba de concepto, se codificó una imagen de un cubo 3-D en la metasuperficie y se iluminó con luz blanca. La imagen proyectada muestra efectos de sombreado que cambian según el ángulo de incidencia, emulando por tanto el comportamiento de un cubo 3D real.

El autor principal del artículo publicado en la revista. Nano letras , La Dra. Diane Roth dijo:"Las metauperficies son extremadamente versátiles y tienen el potencial de permitir el progreso en muchas áreas diferentes de la ciencia, ya sea introduciendo nuevas funcionalidades o haciendo que la tecnología existente sea más pequeña y ligera. El potencial práctico de nuestro diseño es muy interesante para una amplia gama de aplicaciones, incluidas funciones de seguridad para la protección contra la falsificación, pero también con fines artísticos ". las propiedades únicas de las metasuperficies difusas también podrían tener un impacto en el desarrollo de nuevas tecnologías de visualización, difusores de luz planos y componentes ópticos integrados.

Los resultados de este proyecto internacional se han publicado en la revista American Chemical Society Nano letras .