Investigadores de la Escuela de Física Aplicada e Ingeniería de la Universidad de Cornell y el Instituto de Tecnología Avanzada de Samsung han creado una metalente única en su tipo, una lente metamaterial, que puede enfocarse usando voltaje en lugar de mover mecánicamente sus componentes.

La prueba de concepto abre la puerta a una gama de lentes varifocales compactas para su posible uso en muchas aplicaciones de imágenes, como satélites, telescopios y microscopios, que tradicionalmente enfocan la luz usando lentes curvas que se ajustan usando piezas mecánicas. En algunas aplicaciones, mover lentes tradicionales de vidrio o plástico para variar la distancia focal simplemente no es práctico debido al espacio, consideraciones de peso o tamaño.

Las metalentes son matrices planas de nano antenas o resonadores, menos de una micra de espesor, que actúan como dispositivos de enfoque. Pero hasta ahora una vez que se fabricó una metalente, su distancia focal era difícil de cambiar, según Melissa Bosch, estudiante de doctorado y primer autor de un artículo que detalla la investigación en la revista de la American Chemical Society Nano letras .

La innovación desarrollado en colaboración entre los investigadores de Samsung y Cornell, implicó fusionar una metalente con la tecnología bien establecida de cristales líquidos para adaptar la respuesta de fase local de las metalentes. Esto permitió a los investigadores variar el enfoque de las metalentes de forma controlada variando el voltaje aplicado a través del dispositivo.

"Esta combinación funcionó como esperábamos y predijimos, "dijo Bosch, que trabaja en el laboratorio de Gennady Shvets, profesor de física aplicada e ingeniería y autor principal del artículo. "Resultó en un ultrafino, Lente eléctricamente sintonizable capaz de hacer zoom continuo y hasta un 20% de cambio de longitud focal total ".

Los investigadores de Samsung esperan desarrollar la tecnología para su uso en gafas de realidad aumentada, según Bosch. Ella ve muchas otras aplicaciones posibles, como reemplazar las lentes ópticas en los satélites, astronave, drones lentes de visión nocturna, endoscopios y otras aplicaciones donde el ahorro de espacio y peso son prioridades.

Maxim Shcherbakov, asociado postdoctoral en el laboratorio de Shvets y autor correspondiente del artículo, dijo que los investigadores han avanzado en la unión de cristales líquidos con nanoestructuras durante la última década, pero nadie había aplicado esta idea a las lentes. Ahora el grupo planea continuar con el proyecto y mejorar las capacidades del prototipo.

"Por ejemplo, "Shcherbakov dijo, "esta lente funciona en una sola longitud de onda, rojo, pero será mucho más útil cuando pueda funcionar en todo el espectro de colores:rojo, verde, azul."

El grupo de investigación de Cornell está desarrollando ahora una versión varifocal de longitud de onda múltiple de las metalentes utilizando la plataforma existente como punto de partida.

"El procedimiento de optimización para otras longitudes de onda es muy similar al del rojo. De alguna manera, el paso mas dificil ya esta terminado, por lo que ahora es simplemente una cuestión de aprovechar el trabajo ya realizado, "Dijo Bosch.