Os pesquisadores desenvolveram um novo dispositivo baseado em metasuperfície que pode produzir várias imagens holográficas distintas, dependendo do meio circundante e do comprimento de onda da luz usada. A capacidade de armazenar informações que só podem ser recuperadas com o conjunto certo de chaves - como um determinado comprimento de onda de luz combinado com condições úmidas - pode ser desenvolvida para projetar dispositivos de criptografia simples, mas eficazes.
"Nossas novas metasuperfícies fornecem uma leitura imediata e simples do ambiente ao redor da superfície do dispositivo", disse Andrea Di Falco, líder da equipe de pesquisa, da Universidade de St. Andrews, no Reino Unido. "Além de aplicativos de criptografia, isso pode ser usado como um sensor de umidade ou como parte de sistemas biomédicos baseados em luz mais complexos."

Em Optics Express , os pesquisadores demonstram um dispositivo que revela uma borboleta holográfica com luz de 705 nm em condições secas e uma lagarta quando a luz de 750 nm é combinada com condições úmidas. Quando a luz de 660 nm é usada em condições secas, ambas as imagens são visíveis. A resposta seletiva das metasuperfícies pode ser adaptada para trabalhar com várias condições pré-programadas.

“Nossos dispositivos holográficos contribuem para o esforço mundial para desenvolver a física e as aplicações de metasuperfícies fotônicas, que são uma das ferramentas fotônicas mais versáteis disponíveis para os pesquisadores codificarem e manipularem informações usando a luz”, disse Di Falco.

Metasuperfícies multifuncionais

O novo trabalho faz parte do esforço contínuo da equipe Di Falco para desenvolver metasuperfícies fotônicas que operam na faixa visível e podem ser usadas para aplicações biomédicas, que geralmente envolvem ambientes úmidos.

"As metasuperfícies holográficas são particularmente interessantes porque podem ser usadas para fornecer informações complexas produzindo imagens que podem ser interpretadas imediatamente, sem a necessidade de camadas adicionais", disse Di Falco. "Estamos especificamente interessados ​​em integrar diferentes funcionalidades fotônicas em um dispositivo."

Metassuperfícies holográficas podem criar imagens detalhadas que dependem das propriedades da luz que refletem ou transmitem. Para criar metasuperfícies holográficas que codificam mais de uma imagem, os pesquisadores usaram dois tipos de metaátomos, que agem como pixels. Um tipo de meta-átomo reflete apenas a luz de um comprimento de onda específico em condições secas, enquanto o outro tem alta refletividade apenas quando um comprimento de onda diferente é usado em condições úmidas.

"Nós projetamos uma geometria meta-átomo ressonante relativamente simples que melhora a resposta da metasuperfície holográfica às condições ambientais", disse Di Falco. "Esta é uma maneira eficaz de usar o índice de refração do meio circundante como um grau adicional de liberdade que permite a multiplexação de informações codificadas na metasuperfície".

Demonstrando imagens distintas

Os pesquisadores avaliaram a resposta das metasuperfícies holográficas medindo quantitativamente sua eficiência para diferentes comprimentos de onda no ar e na água. As metasuperfícies produziram muito bom contraste entre as imagens, com pouco crosstalk. Em outras palavras, apenas uma imagem era visível para cada conjunto de parâmetros, o que demonstrava codificação de informações em duas camadas.

Em seguida, os pesquisadores planejam aumentar a seletividade dos meta-átomos para criar metasuperfícies que distinguem entre diferentes meios que possuem propriedades ópticas muito semelhantes. Isso pode ser usado para criar sensores holográficos que produzem imagens diferentes quando expostos a diferentes concentrações de uma determinada substância. + Explorar mais

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