Nanotecnologia

Lente plana focaliza luz usando nanopostes

Lente plana focaliza luz usando nanopostes
A lente plana focaliza a luz guiando-a pelos seus nanopostes. [Imagem: Amir Arbabi et al. - 10.1038/ncomms8069]

Lentes planas

As lentes planas estão pelos laboratórios há algum tempo e, mais recentemente, passaram a ser cotadas até para dar cores perfeitas ao Google Glass.

Embora muito promissoras, sabia-se que elas tinham espaço para melhorar sua eficiência, de forma a levar para os dispositivos miniaturizados a mesma qualidade das lentes de vidro comuns, ou hemisféricas.

Foi o que fizeram Amir Arbabi e seus colegas da Universidade de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos.

A nova lente, que é finíssima e minúscula, consegue focalizar a luz na faixa do infravermelho com uma precisão de 82%, dezenas de vezes mais do que os protótipos anteriores.

As lentes comuns conseguem focalizar quase 100% da luz que incide sobre elas, mas 82% pode ser o suficiente para muitas aplicações onde for importante se livrar de todo o aparato adicional exigido pelas lentes hemisféricas - além do seu peso e do seu tamanho.

Lente plana focaliza luz usando nanopostes
Como é minúscula, a lente plana focaliza sua imagem diretamente dentro de uma fibra óptica, permitindo seu uso direto em dispositivos miniaturizados. [Imagem: Amir Arbabi et al. - 10.1038/ncomms8069]

Como a lente plana funciona

A lente plana, que é minúscula e mede apenas um micrômetro de espessura, tem sua superfície coberta por uma infinidade de nanopostes de silício, de vários tamanhos e diâmetros. Dependendo da altura e do diâmetro dos postes, a lente focaliza diferentes cores.

Uma lente focaliza a luz - ou forma uma imagem - retardando a passagem da luz através de diferentes partes da lente. Nas lentes curvas de vidro, a luz demora mais para viajar através das partes mais grossas do que através das partes mais finas.

Na lente plana, estes retardos são obtidos pelos nanopostes de silício, que prendem e retardam a luz por um tempo cuja duração depende do diâmetro dos postes. Distribuindo cuidadosamente postes de tamanhos diferentes sobre a superfície da lente, a luz incidente que passa por eles é guiada para formar uma frente de onda curva, resultando em uma imagem bem focada.

Além da miniaturização, as lentes planas prometem abrir campos totalmente novos de aplicação:

Bibliografia:

Subwavelength-thick lenses with high numerical apertures and large efficiency based on high-contrast transmitarrays
Amir Arbabi, Yu Horie, Alexander J. Ball, Mahmood Bagheri, Andrei Faraon
Nature
Vol.: 6, Article number: 7069
DOI: 10.1038/ncomms8069




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