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Durante años, los investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson (SEAS) de Harvard han diseñado metasuperficies para manipular la luz en función de su estado de polarización. Esta investigación ha contribuido a los avances en la tecnología de la polarización, pero la tecnología de las metasuperficies ha demostrado ser más poderosa de lo que los propios investigadores creían.
Ahora, los investigadores han descubierto el potencial oculto de estas metasuperficies y, en un nuevo artículo, han demostrado la existencia de dispositivos ópticos que manipulan el estado de polarización de la luz con un grado de control sin precedentes.
"Esta investigación demuestra que la capacidad de cambiar entre imágenes holográficas no tiene por qué limitarse a dos estados de polarización", afirma Federico Capasso, catedrático de Física Aplicada Robert L. Wallace e investigador principal de Ingeniería Eléctrica Vinton Hayes en SEAS y autor principal del artículo. "Nuestra nueva metasuperficie puede codificar un número ilimitado de imágenes holográficas o manipular la luz en un número prácticamente infinito de direcciones basándose en un número muy grande de estados de polarización".
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| Ejemplo ilustrativo de un holograma que analiza la polarización. Cuando se ilumina con una luz láser, el holograma de metasuperficie implementa un campo lejano en el que la luz se dirige en función de su estado de polarización incidente. En este ejemplo concreto, el holograma está diseñado para producir un patrón de ilustraciones de diferentes estados de polarización. Crédito: Capasso Lab/Harvard SEAS |
"Este avance es general y podría aplicarse a casi cualquier tipo de sistema óptico que utilice luz polarizada", afirma Noah Rubin, becario postdoctoral en SEAS y primer autor del artículo. "En concreto, esto sugiere que las metasuperficies podrían utilizarse en nuevos tipos de sistemas láser cuya luz de salida podría diseñarse en función del estado de polarización de la luz, o quizás incluso en sistemas de telescopios en los que ya se están utilizando tipos de óptica similares para ayudar a la detección de exoplanetas similares a la Tierra."
"La holografía siempre ha sido una técnica popular para registrar y mostrar información", dijo Aun Zaidi, estudiante de posgrado en SEAS y coautor del artículo. "Hemos tomado un principio fundamental de la holografía y lo hemos generalizado de forma que se amplía enormemente la capacidad de información de esta técnica bastante antigua".
A continuación, los investigadores pretenden comprender mejor estos dispositivos, incluyendo cómo podrían utilizarse en aplicaciones del mundo real.
Fuentes, créditos y referencias:
Noah A. Rubin et al, Jones matrix holography with metasurfaces, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abg7488