Durante más de un siglo, Se han utilizado recubrimientos ópticos para reflejar mejor ciertas longitudes de onda de luz de lentes y otros dispositivos o, en cambio, para transmitir mejor ciertas longitudes de onda a través de ellos. Por ejemplo, los revestimientos de los anteojos tintados se reflejan, o "bloquear, "Luz azul dañina y rayos ultravioleta.

Pero hasta ahora nunca se había desarrollado un recubrimiento óptico que pudiera reflejar y transmitir simultáneamente la misma longitud de onda, o color.

En un papel en Nanotecnología de la naturaleza , investigadores de la Universidad de Rochester y la Universidad Case Western Reserve describen una nueva clase de recubrimientos ópticos, los denominados recubrimientos ópticos de resonancia Fano (FROC), que se puede utilizar en filtros para reflejar y transmitir colores de notable pureza.

Además, el recubrimiento se puede hacer para reflejar completamente solo un rango de longitud de onda muy estrecho.

"La estrechez de la luz reflejada es importante porque queremos tener un control muy preciso de la longitud de onda, "dice el autor correspondiente Chunlei Guo, profesor del Instituto de Óptica de Rochester. "Antes de nuestra tecnología, el único recubrimiento que podía hacer esto era un espejo dieléctrico de varias capas, eso es mucho más grueso, sufre de una fuerte dependencia angular, y es mucho más caro de hacer. Por lo tanto, nuestro recubrimiento puede ser una alternativa de bajo costo y alto rendimiento ".

Los investigadores prevén algunas aplicaciones para la nueva tecnología. Por ejemplo, muestran cómo se podrían utilizar los FROC para separar las bandas térmica y fotovoltaica del espectro solar. Dicha capacidad podría mejorar la efectividad de los dispositivos que utilizan la generación de energía híbrida termoeléctrica como una opción de energía solar. "Dirigir solo la banda útil del espectro solar a una célula fotovoltaica evita su sobrecalentamiento, "dice Guo.

La tecnología también podría multiplicar por seis la vida útil de una célula fotovoltaica. Y el resto del espectro "se absorbe como energía térmica, que podría utilizarse de otras formas, incluido el almacenamiento de energía para la noche, generación eléctrica, saneamiento de agua impulsado por energía solar, o calentar un suministro de agua, "Dice Guo.

"Estos recubrimientos ópticos claramente pueden hacer muchas cosas que otros recubrimientos no pueden hacer, ", Añade Guo. Pero al igual que con otros descubrimientos nuevos, "Nos tomará un poco de tiempo para nosotros u otros laboratorios estudiar esto más a fondo y desarrollar más aplicaciones.

"Incluso cuando se inventó el láser, la gente estaba inicialmente confundida sobre qué hacer con él. Fue una novedad buscar una aplicación ".

El laboratorio de Guo, el Laboratorio de Láser de Femtosegundos de Alta Intensidad, se destaca por su trabajo pionero en el uso de láseres de femtosegundos para grabar propiedades únicas en superficies metálicas.

El proyecto FROC surgió del deseo de explorar formas "paralelas" de crear superficies únicas que no implican el grabado con láser. "Algunas aplicaciones son más fáciles con láser, pero otros son más fáciles sin ellos, "Dice Guo.

Fano resonancia, llamado así por el físico Ugo Fano, es un fenómeno de dispersión de ondas generalizado observado por primera vez como un principio fundamental de la física atómica que involucra electrones. Más tarde, Los investigadores descubrieron que el mismo fenómeno también se puede observar en sistemas ópticos. "Pero esto involucró diseños muy complejos, "Dice Guo.

Guo y sus colegas encontraron una forma más sencilla de aprovechar la resonancia Fano en sus recubrimientos ópticos.

Aplicaron una fina Película de germanio de 15 nanómetros de espesor sobre una superficie metálica, creando una superficie capaz de absorber una amplia banda de longitudes de onda. Lo combinaron con una cavidad que admite una resonancia de banda estrecha. Las cavidades acopladas exhiben una resonancia de Fano que es capaz de reflejar una banda de luz muy estrecha.