Nanotecnologia

Lente plana gera imagem perfeita

Lente plana gera imagem perfeita, livre de distorções
A lente plana funciona graças a uma metassuperfície de nanoantenas que capturam a luz, causando um retardo em sua dispersão. [Imagem: Francesco Aieta]

Alteração de fase

Físicos criaram uma lente ultrafina que não apenas é totalmente plana, como também focaliza a luz sem as distorções comuns nas lentes convencionais.

Com apenas 60 nanômetros de espessura, a lente plana é essencialmente bidimensional, mas seu poder de focalização se aproxima do limite físico imposto pelas leis da difração.

"Nossa lente plana inaugura um novo tipo de tecnologia," afirma o professor Federico Capasso, da Universidade de Harvard. "Nós estamos apresentando uma nova forma de fazer lentes. Em vez de criar retardos de fase conforme a luz se propaga através da espessura do material, você pode criar uma alteração de fase instantânea diretamente na superfície da lente. É realmente entusiasmante."

Além de fisicamente diferente, o princípio de funcionamento da lente plana se distingue das lentes comuns, baseando-se em um estudo anterior da mesma equipe, que descobriu um fenômeno bizarro que alterou as leis da óptica.

Antenas de luz

Apesar ser plana em relação às lentes tradicionais, a superfície da nova lente não é lisa como a superfície das lentes de vidro, é inteiramente preenchida com nanoestruturas em formato de "V", cuidadosamente espaçadas e dispostas em linhas.

Cada estrutura em "V" funciona como uma minúscula antena, que captura a onda de luz que a atinge, "segurando-a" por um breve instante, antes de liberá-la novamente.

Esse retardo, que é ajustado precisamente ao longo de toda a superfície da lente, altera a direção da luz da mesma forma que uma grossa lente de vidro.

E há um ganho importante: a lente plana elimina as aberrações ópticas - como efeito olho de peixe, cromática e astigmatismo - geradas pelas lentes grossas de vidro.

Com isso, a imagem resultante é completamente precisa, dispensando qualquer técnica corretiva.

Lente para telecomunicações

Mas não espere ver uma lente dessas equipando uma lupa comum.

Seu principal uso será nas telecomunicações, concentrando a luz que trafega pelas fibras ópticas.

A superfície de nanoantenas que forma a lente plana - que os cientistas chamam de uma "metassuperfície" - pode ser ajustada para comprimentos de onda específicos da luz, do infravermelho próximo aos terahertz.

"No futuro nós poderemos substituir todos os grandes componentes na maioria dos sistemas ópticos por superfícies planas," disse Francesco Aieta, que foi quem construiu as lentes planas.

Bibliografia:

Out-of-Plane Reflection and Refraction of Light by Anisotropic Optical Antenna Metasurfaces with Phase Discontinuities
Francesco Aieta, Patrice Genevet, Nanfang Yu, Mikhail A. Kats, Zeno Gaburro, Federico Capasso
Nano Letters
Vol.: 12 (3), pp 1702-1706
DOI: 10.1021/nl300204s




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