Diseño revolucionario de metalente listo para reemplazar lentes refractivas convencionales

Investigadores presentan metalentes de próxima generación hechas de nanopartículas metálicas y polímero.

Tienen potencial para reemplazar lentes refractivas convencionales para realizar dispositivos optoelectrónicos y sistemas de imagen portátiles.

¿De qué está hecha la metalente?

La plataforma de imagen versátil desarrollada se basa en metalentes completamente reconfigurables hechas de nanopartículas de plata. Puede progresar de lente de foco único a lente multi-focal durante cada sesión de imagen, formando dos o más imágenes en ubicación 3D programable.

Referencia: ACS Nano | doi:10.1021/acsnano.9b00651 | Universidad Northwestern

Para fabricar estas lentes, investigadores usaron array de nanopartículas cilíndricas de plata y lámina de polímero dispuesta en bloques sobre el array metálico. Se puede controlar fácilmente la disposición de estos bloques, haciendo que el array de nanopartículas dirija luz a cualquier punto focal objetivo(s) sin alterar estructura de nanopartículas.

Resonancias de red permitieron metalentes reconfigurables para imagen | Cortesía de investigadores

La figura muestra arquitectura de metalente basada en dos tipos de elementos de fase patternados en red cuadrada: nanopartículas de plata expuestas al aire y nanopartículas idénticas cubiertas por bloque dieléctrico fino.

Investigadores usaron algoritmo de evolución de red para desarrollar metalentes de resonancia de red superficial para focos objetivo ajustando disposición de dos bloques constructivos mediante datos de campo eléctrico medidos por simulaciones de diferencias finitas en dominio temporal. Figura b muestra que metalente puede reorganizarse por nano-embossing asistido por solvente (SANE).

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Esta técnica flexible permite fabricar numerosas estructuras de lente en un solo paso de borrado y escritura, sin degradar características tras varios ciclos borrado-escritura. También puede reestructurar polímero formado previamente en otro patrón objetivo via máscaras de elastómero blando.