p Superfícies que redirecionam de forma eficiente a propagação da luz foram desenvolvidas por pesquisadores do A * STAR. Ramón Paniagua-Domínguez, trabalhando com colegas do A * STAR Data Storage Institute e da Nanyang Technological University, inventou componentes ópticos compactos e leves que poderiam ser integrados em dispositivos optoeletrônicos portáteis. p Os componentes óticos de vidro tradicionais alteram a propagação da luz por meio de reflexão e refração. Eles tendem a ser tridimensionais:uma lente, por exemplo, requer uma superfície curva que focaliza a luz em um ponto. Mas esses elementos volumosos adicionam peso, para câmeras de telefones celulares, por exemplo.

p Uma alternativa mais plana é encontrada em metassuperfícies, que consistem em uma série de estruturas, cada um menor do que o comprimento de onda da luz, projetado para modificar as características da luz incidente. Quando um feixe óptico atinge esta superfície, ele espalha os elementos do sub comprimento de onda, formando um feixe de saída com propriedades escolhidas. Isso pode, por exemplo, ser usado para dobrar o feixe de entrada em uma nova direção. Contudo, a eficiência com a qual a luz é redistribuída na direção correta diminui drasticamente para ângulos crescentes, tornando difícil dobrar a luz em ângulos muito grandes.

p Paniagua-Domínguez e sua equipe alcançam uma canalização ótica eficiente em qualquer ângulo desejado usando uma metassuperfície que compreende uma série de nanoantenas assimétricas. Assim como as antenas normais, eles alteram os padrões de diretividade de espalhamento suprimindo ou aumentando a emissão em ângulos diferentes. "Nossa nova abordagem vai além do design padrão, que é usar mapeamento de fase, "explica Paniagua-Domínguez." Prevemos que essas metassuperfícies podem superar a ótica em massa tradicional não apenas em termos de eficiência, mas também funcionalidade. "

p Os pesquisadores demonstraram este conceito experimentalmente gravando seu projeto de matriz de nanoantena em uma fina película de dióxido de titânio em um substrato de vidro. Um projeto que eles investigaram tinha uma estrutura que lembrava vagamente um peixe, com um anel em torno de um vértice de um triângulo. As dimensões dos peixes estavam todas abaixo de 300 nanômetros, muito menor que o comprimento de onda da luz incidente. Com essa nova abordagem, eles foram capazes de dobrar mais de 50% da energia de um feixe de luz verde que entrava em um ângulo de até 73 graus. Além disso, e ao contrário das abordagens anteriores, esta estrutura demonstrou operação de banda larga, efetivamente dobrando a luz em comprimentos de onda nas partes verde e azul do espectro.

p “Com base neste conceito, agora estamos trabalhando em uma lente plana com uma abertura numérica extremamente grande, "diz Paniagua-Domínguez." Quer dizer, uma lente que pode focalizar a luz em um ponto muito pequeno ou identificar objetos ou recursos muito pequenos. "