METALENTES CON MÚSCULOS ARTIFICIALES

Inspirados por el ojo humano, unos investigadores han desarrollado una metalente adaptativa, en esencia un ojo artificial plano, controlado electrónicamente. Las metalentes adaptativas contrarrestan simultáneamente tres de los principales defectos que producen imágenes borrosas.

Esta investigación, fruto de los esfuerzos del equipo de Alan She, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS), adscrita a la Universidad Harvard en Estados Unidos, combina así avances en tecnología de músculos artificiales con tecnología de metalentes para crear una metalente ajustable que puede cambiar su enfoque en tiempo real, como el ojo humano. Además es capaz de corregir dinámicamente aberraciones de la imagen, incluyendo el astigmatismo, que el ojo humano no puede corregir por sus propios medios.

En la imagen: la metalente (hecha de silicio) montada sobre una película de polímero transparente y elástica, sin ningún electrodo. La colorida iridiscencia es producida por la gran cantidad de nanoestructuras dentro de la metalente. (Foto: Harvard SEAS)

Esto demuestra la viabilidad de la integración del zoom y el autoenfoque ópticos para una amplia gama de aplicaciones, incluyendo las cámaras de los teléfonos móviles, las gafas y los dispositivos de realidad virtual y realidad aumentada, tal como razona Federico Capasso, de la SEAS y miembro del equipo de investigación. También muestra la posibilidad de crear en un futuro, quizá no muy lejano, microscopios ópticos que operen de manera completamente electrónica y puedan corregir muchas aberraciones simultáneamente.

Juntos, la lente y su sistema muscular artificial tienen un grosor de solo 30 micrones.

Todos los sistemas ópticos con múltiples componentes (desde cámaras a microscopios y telescopios) tienen ligeras desalineaciones o tensiones mecánicas en ellos, dependiendo de la forma en que fueron construidos y su actual entorno. Estas imperfecciones siempre causarán, en mayor o menor grado, astigmatismo y otras aberraciones ópticas, que podrían ser corregidas por un elemento óptico adaptativo, tal como argumenta She. Dado que la metalente adaptativa es plana, resulta factible corregir dichas aberraciones e integrar diferentes capacidades ópticas en un único plano de control.

Los metalenos adaptativos enfocan los rayos de luz en un sensor de imagen. Una señal eléctrica controla la forma de los metaleños para producir los frentes de onda ópticos deseados (mostrados en rojo), lo que resulta en mejores imágenes. En el futuro, los metalentes adaptativos se integrarán en sistemas de imágenes, como cámaras de teléfonos celulares y microscopios, permitiendo un enfoque automático plano y compacto, así como la capacidad de corregir al mismo tiempo aberraciones ópticas y realizar estabilización de imagen óptica, todo en un solo plano de control. (Imagen cortesía de Capasso Lab / Harvard SEAS)

Para el siguiente paso en esta línea de investigación y desarrollo, She y sus colegas se proponen mejorar aún más la funcionalidad de la lente y disminuir el voltaje necesario para controlarla.

Video: Ojo Artificial: los investigadores combinan Metalentes con un músculo artificial.

Video fuente: Rajamanickam Antonimuthu

Video fuente: www.seas.harvard.edu

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