Un equipo de investigación colaborativo ha diseñado con éxito una lente metálica dual capaz de cambiar entre diferentes modos de imagen utilizando una sola lente. Los resultados de la investigación se han presentado en ACS Nano .
Normalmente, durante el proceso de fotografiar un objeto, se emplean dos modos distintos:el modo normal, que extrae información fundamental; y el modo de borde, que se centra únicamente en delinear el objeto. Estos modos tradicionalmente requieren lentes separados, cada uno con diferentes puntos focales. Sin embargo, en respuesta a la reciente tendencia hacia la miniaturización y el diseño liviano de los dispositivos electrónicos, los investigadores han estado trabajando diligentemente para integrar ambos modos en una sola lente.
En este estudio, el equipo abordó el problema utilizando metalentes que pueden alterar dinámicamente su punto focal a través de medios eléctricos. Estos metalenses, sin preocuparse por las propiedades de la luz, se construyen a partir de estructuras artificiales a nanoescala. Al ajustar parámetros como el tamaño, la forma y la orientación rotacional de estas estructuras, el equipo diseñó con éxito una lente metálica de imágenes de modo dual capaz de realizar una transición entre los modos normal y de borde según la dirección de rotación de la polarización de la luz.
Esta lente puede modificar rápidamente su enfoque ajustando el voltaje aplicado a la capa de cristal líquido (LC), lo que permite un cambio rápido de modo en apenas milisegundos (un milisegundo es una milésima de segundo), igualando la velocidad del cambio de cristal líquido.
En esta investigación, el equipo empleó silicio amorfo hidrogenado como nanoestructura, conocido por sus pérdidas mínimas en la región de la luz visible, lo que dio como resultado una eficiencia de lente notable del 32,3%, 31,7% y 20,4% para las longitudes de onda roja, verde y azul, respectivamente. Al integrar dos modos distintos dentro de una sola lente, el equipo logró la adquisición de imágenes de alta resolución.
El trabajo fue dirigido por el profesor Junsuk Rho del Departamento de Ingeniería Mecánica y el Departamento de Ingeniería Química, Trevon Badloe de la Escuela de Graduados en Inteligencia Artificial y Yeseul Kim y Joohoon Kim, Ph.D. candidatos del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) y el profesor Inki Kim del Instituto de Biofísica Cuántica de la Universidad Sungkyunkwan
El profesor Junsuk Rho explicó:"Ahora podemos capturar rápidamente imágenes de alta resolución en aplicaciones como la bioimagen, que abarca reacciones celulares y detección de fármacos". Además, expresó optimismo al decir:"Espero que esta innovación encuentre utilidad en varios dominios, incluidos los teléfonos inteligentes, los dispositivos de realidad virtual (VR) y realidad aumentada (AR), y los sistemas LiDAR fijos".
Más información: Trevon Badloe et al, Imágenes de campo brillante y bordes mejorados utilizando lentes metálicos de modo dual sintonizables eléctricamente, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c02471
Información de la revista: ACS Nano
Proporcionado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang
