p Dispositivos ópticos são essenciais em diversas aplicações militares e civis, enquanto os dispositivos ópticos tradicionais são volumosos e pesados ​​porque dependem do acúmulo de fase em um longo caminho óptico. Em um artigo publicado em Avanços da Ciência , O Prof. Xiangang Luo da Academia Chinesa de Ciências e colegas de trabalho demonstraram agora que dispositivos óticos ultrafinos e leves podem ser construídos usando catenárias nanoestruturadas, que eram tipicamente usados ​​na arquitetura para construir pontes e arcos incríveis. p A catenária é a curva que uma corrente suspensa assume sob seu próprio peso. É uma "verdadeira forma matemática e mecânica" na arquitetura, descrito por Robert Hooke na década de 1670. A catenária é encontrada em muitas circunstâncias. Por exemplo, a seda em uma teia de aranha forma múltiplas catenárias elásticas. Os pesquisadores agora usam estruturas ópticas em forma de catenária para converter luz polarizada circularmente em um feixe de fase helicoidal carregando um perfil de fase linear geométrico. Semelhante à "catenária de igual força, "o gradiente de fase da catenária óptica é igual em todos os lugares, que é um resultado direto de sua forma geométrica especial. A estrutura da catenária tem aplicações em óptica, arquitetura, e muitas outras disciplinas. "É um resultado direto que poderíamos construir novos dispositivos ópticos com forte semelhança com as estruturas que ocorrem no mundo natural, "Prof. Luo diz.

p Muitos métodos anteriores usam nanoestruturas discretas para gerar distribuição de fase variante no espaço. As estruturas discretas levam a forte ressonância, o que torna a largura de banda operacional dessas amostras limitada. O grupo do Prof. Luo, portanto, usa as estruturas catenárias contínuas para obter uma largura de banda muito mais ampla. Eles demonstraram que o momento angular orbital de banda larga (OAM) pode ser alcançado usando a matriz catenária. A largura de banda operacional dos dispositivos pode cobrir todo o espectro eletromagnético, incluindo microondas. terahertz, infravermelho, e o regime visível.

p As catenárias podem ser usadas como um bloco de construção exclusivo para metassuperfícies ópticas, que são considerados a chave para os sistemas ópticos integrados da próxima geração. De acordo com a lei de reflexão e refração assistida por metassuperfície, muitos novos elementos ópticos, como lentes planas, axicons, e prismas, poderiam ser obtidos com um desempenho muito além de suas contrapartes tradicionais.