Revolución en infrarrojos: ¡la RWTH Aachen presenta una tecnología innovadora!

Revolución en infrarrojos: ¡la RWTH Aachen presenta una tecnología innovadora!

El 13 de mayo de 2025, un equipo de investigación de la RWTH Aachen, dirigido por el profesor Thomas Taubner, anunció un método innovador para producir componentes ópticos infrarrojos. Este desarrollo, creado en colaboración con los Institutos Fraunhofer de Tecnología de Producción (IPT) y Tecnología Láser (ILT), arroja nueva luz sobre la disponibilidad y funcionalidad de la óptica infrarroja.

La luz infrarroja sigue siendo invisible para el ojo humano, pero desempeña un papel crucial en numerosos ámbitos, como el procesamiento de materiales, la tecnología LIDAR y las cámaras termográficas. Tradicionalmente, las ópticas necesarias para ello son caras y difíciles de conseguir porque hay que fabricarlas en pequeñas series. Con esta nueva tecnología, esto podría cambiar rápidamente.

Materiales y técnicas innovadoras.

El método innovador se basa en el uso de metasuperficies en combinación con el material de cambio de fase telururo de antimonuro de indio (In3SbTe2). Este material tiene la capacidad de cambiar entre una fase dieléctrica amorfa y una fase cristalina metálica mediante radiación láser dirigida. Estas propiedades permiten programar ópticamente nanoantenas metálicas del tamaño de una micra para crear componentes ópticos personalizados para aplicaciones específicas.

Los desarrollos se basan en la disertación de Andreas Heßler, que también fue escrita bajo la supervisión del profesor Taubner y Matthias Wuttig en la RWTH Aachen. Heßler desarrolló conceptos para la programación óptica local de metasuperficies de materiales con cambio de fase infrarroja. Estas metasuperficies consisten en antenas dispuestas periódicamente, también conocidas como metaátomos, y son prometedoras para fabricar ópticas compactas y multifuncionales.

Funcionalidades y aplicaciones

Una innovación central de esta tecnología es la programabilidad. Esto permite una amplia variedad de manipulación de la amplitud y fase de la luz de cada metaátomo individual. Las investigaciones ya han demostrado experimentalmente que las resonancias de las antenas se pueden cambiar, abriendo nuevas posibilidades para las telecomunicaciones, la termografía y el diagnóstico médico.

Las aplicaciones potenciales de esta tecnología incluyen elementos ópticos activos, ultracompactos y altamente eficientes, incluidas lentes ajustables, hologramas dinámicos y moduladores de luz espacial. Los resultados de esta investigación no sólo suponen un hito en la óptica, sino que también podrían sentar las bases para nuevos mercados en el campo de los componentes ópticos infrarrojos.

La investigación y el desarrollo de metamateriales, especialmente aquellos compuestos por materiales de cambio de fase, están en línea con las tendencias actuales. Las funcionalidades personalizables y conmutables a nivel de metaátomos abren nuevos grados de libertad en el diseño de dispositivos fotónicos activos. Estos avances no son sólo de naturaleza teórica, sino que están respaldados por métodos numéricos para estudiar metamateriales híbridos de cambio de fase con el fin de desarrollar nuevos medios para el rango espectral óptico e infrarrojo.

La cooperación entre la RWTH Aachen y los Institutos Fraunhofer ilustra el papel del Photonics Cluster como lugar de innovación. Estos enfoques no sólo podrían fortalecer la situación económica de las instituciones involucradas, sino también promover el desarrollo tecnológico en Alemania.