A próxima geração de dispositivos eletrônicos, desde monitores pessoais de saúde e fones de ouvido de realidade aumentada até instrumentos científicos sensíveis que só seriam encontrados em um laboratório, provavelmente irá incorporar componentes que usam óptica metassuperfície, de acordo com Andrei Faraon, professor de física aplicada na Divisão de Engenharia e Ciências Aplicadas da Caltech. A ótica da metassuperfície manipula a luz de forma semelhante a como uma lente pode - dobrar, concentrando, ou refletindo-o - mas faça-o de uma forma finamente controlável usando estruturas microscópicas cuidadosamente projetadas em uma superfície plana. Isso os torna compactos e perfeitamente ajustáveis, qualidades atraentes para dispositivos eletrônicos. Contudo, os engenheiros precisarão superar vários desafios para torná-los generalizados.

A maioria dos sistemas ópticos requer mais do que uma única metassuperfície para funcionar corretamente. Em sistemas ópticos baseados em metassuperfície, a maior parte do volume total dentro do dispositivo é apenas espaço livre através do qual a luz se propaga entre diferentes elementos. A necessidade desse espaço livre torna o dispositivo geral difícil de reduzir, enquanto integrar e alinhar múltiplas metasuperfícies em um único dispositivo pode ser complicado e caro.

Para superar essa limitação, o grupo Faraon introduziu uma tecnologia chamada "óptica metassuperficial dobrada, "que é uma maneira de imprimir vários tipos de metassuperfícies em ambos os lados de um substrato, como vidro. Desta maneira, o próprio substrato se torna o espaço de propagação da luz. Como prova de conceito, a equipe usou a técnica para construir um espectrômetro, que é um instrumento científico para dividir a luz em cores diferentes, ou comprimentos de onda, e medindo suas intensidades correspondentes. (Os espectrômetros são usados ​​em uma variedade de campos; por exemplo, na astronomia, eles são usados ​​para determinar a composição química das estrelas com base na luz que emitem.) O espectrômetro construído pela equipe de Faraon tem 1 milímetro de espessura e é composto por três metassuperfícies reflexivas colocadas lado a lado que dividem e refletem a luz, e, finalmente, focalizá-lo em um conjunto de detectores. O design é descrito em um artigo publicado por Nature Communications em 10 de outubro.

Um espectrômetro compacto como o desenvolvido pelo grupo de Faraon tem uma variedade de usos, inclusive como um sistema de medição de glicose no sangue não invasivo que pode ser inestimável para pacientes com diabetes. A plataforma usa vários elementos de metassuperfície que são fabricados em uma única etapa, tão, em geral, ele fornece um caminho potencial para sistemas ópticos complexos, mas baratos.

O artigo é intitulado "Espectrômetro de metassuperfície dobrada compacta".