Investigadores del ICFO de Castelldefels desarrollan una lente capaz de dar forma a la luz

El Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Castelldefels nos trae una nueva buena noticia. En este caso se trata de otro proyecto de unos investigadores del centro, que han desarrollado una lente ajustable dinámicamente capaz de lograr casi cualquier función óptica compleja. Esta tecnología, denominada Smartlens, podría aplicarse tanto en sistemas tecnológicos de alta gama así como en dispositivos simples de imagen destinados al consumidor, como las cámaras de los teléfonos móviles.

El estudio se ha publicado recientemente en Nature Photonics, en el que se explica que un equipo del IFCO Castelldefels, ha demostrado una técnica ajustable para manipular la luz sin ningún movimiento mecánico. Este enfoque, denominado Smartlens, se basa en pasar una corriente a través de una resistencia optimizada a escala micrométrica, donde el calentamiento generado cambia localmente las propiedades ópticas de la placa del polímero transparente que sostiene la resistencia. De la misma manera que un espejismo desvía la luz que pasa a través del aire caliente para crear ilusiones ópticas de lagos distantes, esta región micrométrica caliente puede desviar la luz. En milisegundos, una simple placa de polímero puede convertirse en una lente y luego revertirse de manera muy rápida: las ‘smartlenses’ pequeñas, de escala micrométrica, se calientan y enfrían rápidamente y, además, presentan un mínimo de consumo energético.


lustración esquemática del Smartlens. / Marc Montagut / ICFO

Estas lentes pueden incluso fabricarse en matrices, permitiendo a los autores demostrar como varios objetos ubicados a diferentes distancias pueden ser enfocados dentro de la misma imagen activando las lentes ubicadas frente a cada uno de ellos, incluso si la escena es en colores.

Las aplicaciones son múltiples, y podría integrarse en una lente con zoom dinámico-ajustable en un teléfono móvil de 3mm de grosor, así como en un microscopio miniaturizado o en el extremo remoto de un endoscopio médico. Hasta ahora se utilizaban materiales blandos conocidos como moduladores de luz espacial de cristal líquido, pero su implementación tiene ciertos límites de rendimiento, volumen y costes.

La nueva técnica desarrollada por el ICFO no requerirá de ningún movimiento mecánico y han podido demostrar que pueden perfeccionar las lentes simples mediante técnicas de modelización de la difusión del calor y la propagación de la luz, utilizando algoritmos inspirados en las leyes de la selección natural. Los resultados abren una nueva vertiente para el desarrollo de dispositivos dinámicos fáciles de sintonizar y de bajo coste 

Tal y como señala el profesor Romain Quidant, “ltecnología Smartlens es rentable y escalable, y se ha demostrado que tiene el potencial de aplicarse a sistemas tecnológicos de alta gama así como a dispositivos simples de imagen destinados al consumidor final“. Los resultados de este estudio abren una nueva vertiente para el desarrollo de dispositivos dinámicos fáciles de sintonizar y de bajo coste que podrían tener un alto impacto en los sistemas ópticos existentes.

Referencia bibliográfica:

Pascal Berto, Laurent Philippet, Johann Osmond, Chang François Liu, Adeel Afridi, Marc Montagut Marques, Bernat Molero Agudo,,Gilles Tessier, Romain Quidant. “Tunable and free-form planar optics”. Nature Photonics (22, jul, 2019)

Fuente: ICFO /SINC

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