Revolução no infravermelho: RWTH Aachen apresenta tecnologia inovadora!

Revolução no infravermelho: RWTH Aachen apresenta tecnologia inovadora!

Em 13 de maio de 2025, uma equipe de pesquisa da RWTH Aachen liderada pelo professor Thomas Taubner anunciou um método inovador para produzir componentes infravermelhos ópticos. Este desenvolvimento, que foi criado em colaboração com os Institutos Fraunhofer de Tecnologia de Produção (IPT) e Tecnologia Laser (ILT), lança uma nova luz sobre a disponibilidade e funcionalidade da óptica infravermelha.

A luz infravermelha permanece invisível ao olho humano, mas desempenha um papel crucial em inúmeras áreas, como processamento de materiais, tecnologia LIDAR e câmeras de imagem térmica. Tradicionalmente, as ópticas necessárias para isso são caras e difíceis de obter porque têm de ser fabricadas em pequenas séries. Com esta nova tecnologia, isto poderá mudar rapidamente.

Materiais e técnicas inovadoras

O método inovador é baseado no uso de meta-superfícies em combinação com o material de mudança de fase telureto de antimoneto de índio (In3SbTe2). Este material tem a capacidade de alternar entre uma fase dielétrica amorfa e uma fase cristalina metálica por meio de radiação laser direcionada. Essas propriedades permitem que nanoantenas metálicas de tamanho micrométrico sejam programadas opticamente para criar componentes ópticos personalizados para aplicações específicas.

Os desenvolvimentos baseiam-se na dissertação de Andreas Heßler, que também foi escrita sob a supervisão do Professor Taubner e Matthias Wuttig na RWTH Aachen. Heßler desenvolveu conceitos para a programação óptica local de metassuperfícies de materiais com mudança de fase infravermelha. Essas meta-superfícies consistem em antenas dispostas periodicamente, também conhecidas como meta-átomos, e são promissoras para a fabricação de ópticas compactas e multifuncionais.

Funcionalidades e aplicações

Uma inovação central desta tecnologia é a programabilidade. Isso permite uma ampla variedade de manipulação da amplitude e fase da luz de cada metaátomo individual. A investigação já demonstrou experimentalmente que as ressonâncias das antenas podem ser alteradas, abrindo novas possibilidades para telecomunicações, imagens térmicas e diagnósticos médicos.

As aplicações potenciais desta tecnologia incluem elementos ópticos altamente eficientes, ultracompactos e ativos, incluindo lentes ajustáveis, hologramas dinâmicos e moduladores de luz espacial. Os resultados desta pesquisa não são apenas um marco na óptica, mas também podem estabelecer as bases para novos mercados na área de componentes ópticos infravermelhos.

A pesquisa e o desenvolvimento de metamateriais, especialmente aqueles compostos por materiais de mudança de fase, estão alinhados com as tendências atuais. Funcionalidades personalizáveis ​​e comutáveis ​​no nível do metaátomo abrem novos graus de liberdade no design de componentes fotônicos ativos. Esses avanços não são apenas de natureza teórica, mas são apoiados por métodos numéricos para estudar metamateriais híbridos de mudança de fase para desenvolver novos meios para a faixa espectral óptica e infravermelha.

A cooperação entre a RWTH Aachen e os Institutos Fraunhofer ilustra o papel do Photonics Cluster como um local de inovação. Estas abordagens poderiam não só fortalecer a situação económica das instituições envolvidas, mas também promover o desenvolvimento tecnológico na Alemanha.