Metalentes Planas, la óptica del futuro

15 de Enero del 2018

Metalentes Planas, la óptica del futuro
"Federico Capasso Profesor de Física, Universidad de Harvard"

Una lente, como las que habitualmente se utilizan en las gafas, en las cámaras de los móviles, en las lupas, microscopios y telescopios reflectores, aprovecha la propiedad de la luz de cambiar de velocidad y dirección al pasar de un medio a otro para enfocar la luz en un punto o foco. El inconveniente de las lentes tradicionales de vidrio o materiales similares es que su capacidad de enfoque es distinta para las diferentes frecuencias de la luz. Se puede lograr un enfoque perfecto para el color rojo con una lente, pero esa misma lente enfocará el azul en un lugar distinto, produciéndose un defecto en la imagen que se conoce como aberración cromática.
Enfocar la luz blanca, que es una mezcla de todos los colores del arco iris, es una empresa complicada que exige la utilización de varias lentes superpuestas diseñadas para enfocar las distintas frecuencias de la luz. Así, las cámaras y los instrumentos ópticos utilizan múltiples lentes curvas de diferentes espesores y materiales para corregir estas aberraciones, lo que, condiciona toda la capacidad del aparato, especialmente cuando se trata de diseños de pequeño tamaño, como las utilizadas en las cámaras de los móviles.
Una forma de resolver esos problemas consiste en utilizar lentes planas basadas en la nanotecnología. Ahora bien, ¿cómo pueden enfocar la luz una lente plana? Desde hace tiempo, el investigador Federico Capasso y su equipo de colaboradores de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences vienen desarrollando un nuevo tipo de lentes planas o metalentes que utilizan nanoestructuras de dióxido de titanio dispuestas sobre un sustrato transparente para enfocar las ondas luminosas como lo haría una lente curva convencional.
Las nanoestructuras son diseñadas de una forma determinada y dispuestas en la superficie plana a una distancia y altura tales que la luz, al atravesar el sustrato es desviada hacia un foco. En investigaciones anteriores, el equipo había conseguido enfocar determinadas frecuencias de la luz pero, al igual que sucede con las lentes tradicionales, eran incapaces de evitar la aberración cromática. Ahora, han conseguido solventar el problema utilizando unidades de nanoformas emparejadas capaces de controlar la velocidad de las distintas frecuencias de la luz de manera que se produce un enfoque perfecto de la luz blanca.
“Las metalentes son delgadas, fáciles de fabricar y rentables” – dice Capasso. El desarrollo es muy prometedor y augura el inicio de una nueva era que permitirá el uso de lentes planas flexibles en multitud de aplicaciones y dispositivos.

Un video en español: