Un fenómeno cuántico ha permitido a los científicos desarrollar una lente de sólo tres átomos de espesor, considerada la más delgada jamás creada. Curiosamente, el enfoque innovador permite que la mayoría de las longitudes de onda de la luz pasen, una característica que podría darle un enorme potencial en la comunicación por fibra óptica y en dispositivos como las gafas de realidad aumentada. Los investigadores que inventaron la lente, de la Universidad de Ámsterdam (Países Bajos) y de la Universidad de Stanford (EE.UU.), afirman que su innovación permitirá avanzar en la investigación de lentes de este tipo, así como de sistemas electrónicos en miniatura.
“La lente se puede utilizar en aplicaciones en las que no se debe perturbar la visión a través de la lente, pero se puede aprovechar una pequeña parte de la luz para recopilar información”, dice Jorik van de Groep, nanocientífico de la Universidad de Amsterdam.
En lugar de utilizar la superficie curva de un material transparente para doblar la luz en un proceso de refracción, las ondas entrantes se enfocan mediante una serie de bordes ranurados mediante difracción. La tecnología, conocida como lente de Fresnel o lente de placa zonal, se ha utilizado durante siglos en la fabricación de lentes delgadas y livianas, como las que se usan en los faros.
Para darle un impulso cuántico a la técnica, el equipo de investigación grabó anillos concéntricos en una fina capa de un semiconductor llamado disulfuro de tungsteno (WS2). Cuando el WS2 absorbe luz, sus electrones se mueven de una manera precisa que deja un espacio que puede considerarse como una especie de partícula en sí misma. Juntos, el electrón y su “agujero” forman lo que se conoce como excitón, que tiene propiedades que ayudan a enfocar eficientemente longitudes de onda de luz muy específicas, dejando pasar otras longitudes de onda sin alteraciones.
El tamaño de los anillos y la distancia entre ellos permitieron que la lente enfocara la luz roja a una distancia de 1 milímetro. El equipo descubrió que mientras la lente funciona a temperatura ambiente, a temperaturas más bajas sus capacidades de enfoque se vuelven aún más eficientes.
A continuación, los investigadores quieren realizar más experimentos para ver cómo se podría manipular aún más el comportamiento de los excitones para mejorar la eficiencia y la capacidad de la lente. Los estudios futuros podrían incluir recubrimientos ópticos que se puedan colocar sobre otros materiales, por ejemplo, así como variaciones en la carga eléctrica.
“Los excitones son muy sensibles a la densidad de carga del material y, por lo tanto, podemos cambiar el índice de refracción del material aplicando un voltaje”, dice van de Groep.
La investigación ha sido publicada en Nano Letters.
Fuente: Science Alert.