Investigadores de la Facultad de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis han desarrollado unas nuevas metasuperficies capaces de amplificar y controlar la luz de manera precisa, superando las limitaciones de las tecnologías actuales. Estas metasuperficies, que son materiales ultradelgados compuestos por nanoantenas, podrían revolucionar aplicaciones que van desde las lentes de gafas hasta tecnologías de realidad aumentada y virtual.
Las metasuperficies tradicionales suelen ser altamente sensibles a la polarización de la luz, lo que limita su funcionalidad a situaciones específicas. Esto, aunque resulta útil en aplicaciones como las gafas de sol polarizadas, restringe considerablemente la versatilidad y aplicabilidad de estas tecnologías en otros campos. Sin embargo, el equipo de investigación liderado por el profesor Mark Lawrence ha diseñado metasuperficies independientes de la polarización que mantienen una alta precisión y eficiencia.
Avances tecnológicos en el control de la luz
Las metasuperficies desarrolladas por Lawrence y su equipo presentan lo que se conoce como un alto factor de calidad, permitiendo que la luz se atrape en un rango estrecho de frecuencias resonantes durante un tiempo prolongado. Esta propiedad no solo mejora la funcionalidad de las metasuperficies, sino que también abre un abanico de nuevas aplicaciones en el modelado de la luz.
Según Lawrence, «al combinar estas pequeñas antenas para dar forma a las ondas de luz, podemos alejarnos de la dependencia de vidrios o materiales refractivos». Esto significa que se pueden diseñar dispositivos más compactos y personalizados que manipulan la luz de manera efectiva. Las implicaciones son significativas: se podrían crear gafas que traduzcan información en tiempo real o lentes programables que ajusten el enfoque según las necesidades del usuario.
El avance más notable de este nuevo enfoque es que ya no se requiere un polarizador para que las metasuperficies funcionen eficazmente. A través de un ingenioso proceso de fabricación, los investigadores han logrado crear metasuperficies con dos modos de polarización cruzados que pueden ajustarse y operar de manera independiente. Esta alineación y ajuste meticuloso permiten que la metasuperficie manipule la luz en múltiples polarizaciones simultáneamente, sin pérdida de eficiencia.
Las consecuencias de este trabajo trascienden la mera mejora de la versatilidad de las metasuperficies. La capacidad de generar formas de onda resonantes independientes de la polarización podría facilitar nuevos métodos para la generación y mezcla no lineal de la luz, lo que podría conducir a avances en el procesamiento de señales, el diseño de dispositivos cuánticos y otras aplicaciones de imagen y detección.
Más información:
Bo Zhao et al, Polarization-Independent High-Q Phase Gradient Metasurfaces, Nano Letters (2025). DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c05260
