Esta semana en la ciencia 15|13

Semana -1513 - Lensing

  • El color en su lugar

“El reemplazo de elementos ópticos refractivos gruesos con componentes difractivos planos permite la miniaturización de sistemas ópticos, sin embargo, los elementos difractivos producen grandes aberraciones cromáticas a causa de la dispersión acumulada por la luz durante la propagación.”

En óptica, los componentes refractivos y difractivos presentan respuestas distintas ante la luz. Con materiales de dispersión normal, las lentes refractivas tienen mayores distancias focales para la luz roja que para la azul, mientras que en las difractivas ocurre lo contrario. Esto sucede debido a que entran en juego dos principios distintos para la transformación de la luz: la óptica refractiva se basa en la acumulación gradual de fase a través de la propagación mientras que la difracción se presenta por interferencia de la luz al pasar por una máscara de fase o amplitud. Dentro del espectro de luz visible, en la mayoría de los materiales transparentes con dispersión normal, el índice de refracción disminuye cuando aumenta la longitud de onda; en cambio, en un elemento óptico difractivo, el ángulo de desviación se incrementa y la distancia focal disminuye con la longitud de onda, lo cual genera una dispersión opuesta a la observada en componentes refractivos normales.

Aunque una separación espacial de las distintas longitudes de onda puede ser útil para muchas aplicaciones, en algunos casos representa un problema, por ejemplo, la dependencia de la distancia focal a la longitud de onda produce aberraciones cromáticas y es causa de la degradación en la calidad de imagen de un sistema óptico.

El reemplazo de elementos ópticos refractivos gruesos con componentes difractivos planos permite la miniaturización de sistemas ópticos, sin embargo, los elementos difractivos producen grandes aberraciones cromáticas a causa de la dispersión acumulada por la luz durante la propagación. Esta semana, científicos de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Harvard, publicaron un artículo en el que dan cuenta del desarrollo de nuevas propuestas de diseño y fabricación de metasuperficies que corrigen la fase dependiente de la longitud de onda y demuestran un diseño que desvía tres longitudes de onda por el mismo ángulo. También se presenta una lente plana sin aberración cromática en tres longitudes de onda. Los diseños están basados en resonadores dieléctricos de baja pérdida, los cuales permiten la compensación de la fase dispersiva. La eliminación de aberraciones cromáticas en elementos fotónicos planos, basados en la metasuperficie, encontrará aplicaciones en colimadores ligeros para pantallas, así como sistemas de imagen cromáticamente correctos.

En el artículo se señala que estos componente podrían tener aplicaciones en cámaras digitales y pantallas holográficas 3D, en las que un filtro rojo-verde-azul es usado para crear una imagen a color. Asimismo, las metasuperficies acromáticas de múltiples longitudes de onda, podrían ser implementadas en dispositivos compactos para procesos no lineales además de ser escalables desde el ultravioleta hasta los terahertz (visible e infrarrojo) y pueden se fabricadas con procesos convencionales.


Con información del artículo publicado en Science 6228, el 20 de marzo de 2015.

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s