Revoluție în infraroșu: RWTH Aachen prezintă o tehnologie inovatoare!

Revoluție în infraroșu: RWTH Aachen prezintă o tehnologie inovatoare!

Pe 13 mai 2025, o echipă de cercetare RWTH Aachen condusă de profesorul Thomas Taubner a anunțat o metodă inovatoare pentru producerea de componente optice în infraroșu. Această dezvoltare, care a fost creată în colaborare cu Fraunhofer Institutes for Production Technology (IPT) și Laser Technology (ILT), aruncă o lumină nouă asupra disponibilității și funcționalității opticii în infraroșu.

Lumina infraroșie rămâne invizibilă pentru ochiul uman, dar joacă un rol crucial în numeroase domenii, cum ar fi procesarea materialelor, tehnologia LIDAR și camerele termice. În mod tradițional, optica necesară pentru aceasta este costisitoare și dificil de obținut deoarece trebuie să fie fabricată în serii mici. Cu această nouă tehnologie, acest lucru s-ar putea schimba rapid.

Materiale și tehnici inovatoare

Metoda inovatoare se bazează pe utilizarea meta-suprafețelor în combinație cu materialul cu schimbare de fază telurura de antimoniură de indiu (In3SbTe2). Acest material are capacitatea de a comuta între o fază dielectrică amorfă și una metalică cristalină prin radiația laser țintită. Aceste proprietăți permit ca nanoantene metalice de dimensiuni micron să fie programate optic pentru a crea componente optice adaptate pentru aplicații specifice.

Dezvoltarea se bazează pe disertația lui Andreas Heßler, care a fost, de asemenea, scrisă sub supravegherea profesorului Taubner și a lui Matthias Wuttig la RWTH Aachen. Heßler a dezvoltat concepte pentru programarea optică locală a metasuprafețelor materialelor cu schimbare de fază în infraroșu. Aceste meta-suprafețe constau din antene aranjate periodic, cunoscute și sub denumirea de meta-atomi, și sunt promițătoare pentru fabricarea de optice compacte și multifuncționale.

Funcționalități și aplicații

O inovație centrală a acestei tehnologii este programabilitatea. Acest lucru permite o mare varietate de manipulare a amplitudinii și fazei luminii fiecărui meta-atom individual. Cercetările au demonstrat deja experimental că rezonanța antenei poate fi deplasată, deschizând noi posibilități pentru telecomunicații, imagistică termică și diagnosticare medicală.

Aplicațiile potențiale ale acestei tehnologii includ elemente optice extrem de eficiente, ultra-compacte și active, inclusiv lentile reglabile, holograme dinamice și modulatori spațiali de lumină. Rezultatele acestei cercetări nu sunt doar o piatră de hotar în optică, dar ar putea pune și bazele unor noi piețe în domeniul componentelor optice în infraroșu.

Cercetarea și dezvoltarea metamaterialelor, în special a celor compuse din materiale cu schimbare de fază, sunt în conformitate cu tendințele actuale. Funcționalitățile personalizabile și comutabile la nivel de metaatom deschid noi grade de libertate în proiectarea dispozitivelor fotonice active. Aceste progrese nu sunt doar de natură teoretică, ci sunt susținute de metode numerice pentru a studia metamaterialele hibride cu schimbare de fază pentru a dezvolta medii noi pentru intervalul spectral optic și infraroșu.

Cooperarea dintre RWTH Aachen și institutele Fraunhofer ilustrează rolul Clusterului fotonic ca loc al inovației. Aceste abordări ar putea nu numai să întărească situația economică a instituțiilor implicate, ci și să promoveze dezvoltarea tehnologică în Germania.