CIENCIA

MIT crea lentes con zoom sin partes móviles

La ciencia de la óptica ha revelado la escala y el detalle del universo durante siglos. Con la pieza de vidrio adecuada, puede observar una galaxia distante o los flagelos que se mueven en una sola bacteria. Pero las lentes necesitan enfocar, necesitan moverse. Los ingenieros del MIT desarrolló un nuevo tipo de “metalentes” que puede cambiar el enfoque sin partes móviles. Esto podría cambiar la forma en que construimos dispositivos como cámaras y telescopios.

Actualmente, enfocar una lente en objetos requiere que el vidrio se mueva en cierta capacidad, y eso agrega complicación y volumen. Por eso, por ejemplo, las lentes de las cámaras de alto zoom han tardado tanto en llegar a los teléfonos inteligentes; simplemente no hay espacio para agregar elementos de lentes móviles. También es la razón por la que los teléfonos inteligentes que tienen zoom óptico usan múltiples lentes fijos. Por ejemplo, el nuevo Samsung Galaxy S21 Ultra tiene lentes equivalentes de 13, 26, 70 y 240 mm en su conjunto de cámaras gigantes.

Las metalentes desarrolladas en el MIT pueden enfocar objetos a múltiples distancias gracias a su material sintonizable de “cambio de fase”. Cuando se calienta, la estructura atómica del material se reordena, lo que permite que la lente cambie la forma en que interactúa con la luz. El diseño actualmente opera en infrarrojos, pero esto es solo un primer paso.

Los lectores de cierta edad pueden haber interactuado con un material de cambio de fase similar en CD y DVD regrabables. Esta tecnología, ahora casi extinta, se basa en un material llamado GST que contiene germanio, antimonio y telurio. Cuando se calienta con pulsos de láser, GST puede cambiar entre transparente y opaco, lo que permite que las unidades ópticas escriban y eliminen datos.

El metalente tiene un material similar llamado GSST: es lo mismo con la adición de selenio. Este nuevo material tiene una estructura cristalina más ordenada que solo tiene 1 micrómetro de espesor. Está grabado en varias estructuras microscópicas (ver arriba), todas las cuales refractan la luz de manera diferente. Los investigadores llaman a esto una “metasuperficie”. A temperatura ambiente, la lente se enfoca en un objetivo cercano. Cuando se calienta, las propiedades ópticas de la metasuperficie cambian y se enfoca en un objetivo más distante.

Entonces, esa es una lente dinámica sin partes móviles. Es solo una prueba de concepto en este momento, pero es muy frio concepto. El equipo cree que la tecnología de metalentes sintonizables podría eventualmente conducir a telescopios, microscopios y sí, mejores cámaras para teléfonos inteligentes más compactos y confiables.

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