Rivoluzione nell'ottica: nuove metasuperfici sostituiscono le lenti convenzionali!

Rivoluzione nell'ottica: nuove metasuperfici sostituiscono le lenti convenzionali!

I ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hanno presentato alla Hannover Messe 2025 un componente ottico innovativo che potrebbe rivoluzionare il controllo della luce. Il nuovo sistema supera i limiti delle tradizionali lenti curve, che sono spesso ingombranti e offrono un controllo limitato sulle onde luminose. Questa innovazione combina l'efficienza con un design sottile, rendendolo un elemento promettente per numerose applicazioni.

A differenza delle lenti tradizionali, che hanno una geometria macroscopica, le metasuperfici di nuova concezione sono costituite da minuscoli elementi strutturati noti come metaatomi che influenzano la luce su scale di lunghezza subonda. Secondo i ricercatori, queste metasuperfici consentono un controllo preciso sulla fase, l'ampiezza e la polarizzazione della luce. Una singola metasuperficie può sostituire diversi componenti ottici e quindi ridurre le dimensioni complessive di un sistema ottico.

Diverse applicazioni

Un esempio eccezionale di progresso in questo settore è il metagrato di diffrazione ottica sviluppato presso KIT, che ha un'efficienza quattro volte superiore rispetto ai reticoli di diffrazione convenzionali. Tali reticoli sono cruciali per le applicazioni nella spettroscopia, nelle telecomunicazioni e nei sistemi laser. Un migliore controllo della luce in condizioni difficili potrebbe aprire nuove opportunità per la ricerca e le applicazioni industriali.

Il gruppo di ricerca ha già identificato numerose potenziali applicazioni, tra cui fotocamere, sensori, display di realtà aumentata, imaging medico, robotica e guida autonoma. Queste tecnologie promettono non solo un miglioramento delle prestazioni, ma anche una significativa riduzione delle dimensioni del sistema e un aumento dell’efficienza.

Progressi nella produzione su larga scala

Le metasuperfici sono prodotte utilizzando tecnologie avanzate di litografia e incisione dell’industria dei semiconduttori, che consentono la produzione scalabile di questi componenti innovativi. Il dottor Falk Eilenberger, che dirige il dipartimento di ottica micro e nanostrutturata presso l'Istituto Fraunhofer di ottica applicata e ingegneria di precisione IOF, sottolinea che è necessario pensare oltre le lenti e gli specchi tradizionali. Le metasuperfici concentrano la loro funzione ottica su una superficie attraverso nanostrutture.

È interessante notare che i ricercatori del Fraunhofer IOF hanno sviluppato una metasuperficie con un diametro di 30 centimetri adatta per applicazioni industriali. Eilenberger sottolinea che, sebbene non siano gli inventori delle metasuperfici, sono i primi a dimostrare con successo questa tecnologia su così larga scala.

Questi sviluppi dimostrano chiaramente il potenziale delle metasuperfici nel plasmare il futuro dell’ottica e cambiare radicalmente il modo in cui utilizziamo la luce. Ulteriori informazioni possono essere trovate su KIT così come su Fraunhofer IOF.