Desarrollan lentes planas mil veces más delgadas que un cabello humano

Una lente mil veces más delgada que un cabello humano ha sido desarrollada en Brasil por investigadores de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de São Paulo (CESE-USP). Puede servir como lente de cámara en teléfonos inteligentes o ser usado en otros dispositivos que dependen de sensores para su funcionamiento.

"En el actual contexto tecnológico, sus aplicaciones son casi ilimitadas", dijo a la Agencia FAPESP Emiliano Rezende Martins, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computación de la CESE-USP y último autor de un artículo publicado sobre el invento.

El artículo se ha publicado en la revista ACS Photonics. El estudio fue apoyado por la FAPESP a través de una beca concedida a Augusto Martins, candidato a doctorado y autor principal del trabajo.

La lente consiste en una sola capa nanométrica de silicio dispuesta en celosías de nanopostes que interactúan con la luz. La estructura se imprime mediante fotolitografía, una técnica bien conocida utilizada para fabricar transistores.

Este tipo de lente se conoce como metalente. Se desarrollaron por primera vez hace diez años y logran la mayor resolución que es físicamente posible, utilizando un conjunto ultradelgado de minúsculas guías de onda llamadas meta-superficie que doblan la luz cuando pasa a través de la lente.

Imagen obtenida con una metalente. (Foto: Augusto Martins/USP)

Según Rezende Martins, las metalentes se han enfrentado durante mucho tiempo al problema de que el ángulo de visión es extremadamente pequeño (menos de 1°). "Una forma de resolver el problema es combinar metalentes, formando estructuras complejas", dijo.

Partiendo de la base de que en una lente convencional un aumento del índice de refracción aumenta el campo de visión en proporción a la planitud de la lente, los autores diseñaron una metalente para imitar una lente totalmente plana con un índice de refracción infinito, que no se podría obtener con una lente convencional.

"Nuestra lente tiene un campo de visión arbitrario, que idealmente puede alcanzar los 180° sin distorsión de la imagen", dijo Rezende Martins. "Hemos probado su eficacia para un ángulo de 110°. Con ángulos de visión más amplios, la energía de la luz disminuye debido al efecto sombra, pero esto puede ser corregido por el post-procesamiento."

La combinación de metalentes evita la superresolución, pero la resolución obtenida es suficiente para todas las aplicaciones convencionales. Martins probó los metalentes con una cámara impresa en 3D y obtuvo imágenes de alta resolución con un amplio campo de visión. "Hasta ahora solo hemos logrado fotografiar en verde, pero en los próximos meses actualizaremos la lente para que sean factibles todos los colores", dijo. (Fuente: NCYT Amazings)