Revolución en óptica: ¡Nuevas metasuperficies reemplazan a las lentes convencionales!

Revolución en óptica: ¡Nuevas metasuperficies reemplazan a las lentes convencionales!

Investigadores del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) presentaron en la Hannover Messe 2025 un innovador componente óptico que podría revolucionar el control de la luz. El nuevo sistema supera las limitaciones de las lentes curvas tradicionales, que suelen ser voluminosas y ofrecen un control limitado sobre las ondas de luz. Esta innovación combina eficiencia con un diseño delgado, lo que lo convierte en un elemento prometedor para numerosas aplicaciones.

A diferencia de las lentes tradicionales, que tienen una geometría macroscópica, las metasuperficies recientemente desarrolladas están formadas por pequeños elementos estructurados conocidos como metaátomos que influyen en la luz en escalas inferiores a las longitudes de onda. Según los investigadores, estas metasuperficies permiten un control preciso de la fase, la amplitud y la polarización de la luz. Una sola metasuperficie puede reemplazar varios componentes ópticos y así reducir el tamaño total de un sistema óptico.

Diversas aplicaciones

Un ejemplo destacado de progreso en este ámbito es la metarrejilla de difracción óptica desarrollada en KIT, que tiene una eficiencia cuatro veces mayor en comparación con las rejillas de difracción convencionales. Estas rejillas son cruciales para aplicaciones en espectroscopia, telecomunicaciones y sistemas láser. Un mejor control de la luz en condiciones difíciles podría abrir nuevas oportunidades para la investigación y las aplicaciones industriales.

El grupo de investigación ya ha identificado numerosas aplicaciones potenciales, incluidas cámaras, sensores, pantallas de realidad aumentada, imágenes médicas y robótica y conducción autónoma. Estas tecnologías prometen no sólo una mejora del rendimiento, sino también una reducción significativa del tamaño del sistema y un aumento de la eficiencia.

Avances en la producción a gran escala

Las metasuperficies se fabrican utilizando tecnologías avanzadas de litografía y grabado de la industria de semiconductores, lo que permite la producción escalable de estos componentes innovadores. El Dr. Falk Eilenberger, director del departamento de óptica micro y nanoestructurada del Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Ingeniería de Precisión (IOF), destaca que es necesario pensar más allá de las lentes y espejos tradicionales. Las metasuperficies concentran su función óptica en una superficie a través de nanoestructuras.

Curiosamente, los investigadores del Fraunhofer IOF han desarrollado una metasuperficie con un diámetro de 30 centímetros adecuada para aplicaciones industriales. Eilenberger destaca que, aunque no son los inventores de las metasuperficies, son los primeros en demostrar con éxito esta tecnología a tan gran escala.

Estos desarrollos demuestran claramente el potencial de las metasuperficies para dar forma al futuro de la óptica y cambiar fundamentalmente la forma en que utilizamos la luz. Puede encontrar más información en EQUIPO así como en Fraunhofer IOF.