El avance hacia dispositivos ópticos más pequeños y potentes se enfrenta a un obstáculo, especialmente en el espectro infrarrojo (IR). Mientras que las lentes y los componentes convencionales suelen ser voluminosos y de una sola función, la gama IR, vital para la detección, la obtención de imágenes y las comunicaciones, carece de herramientas de conformación del haz diversas y compactas.

Las metasuperficies, películas estructuradas ultrafinas, ofrecen una solución que permite manipular la luz a una escala sin precedentes. Sin embargo, su creación ha sido tradicionalmente lenta y compleja.

Un camino más sencillo con la escritura directa por láser

Un enfoque diferente está cambiando las reglas del juego: La escritura directa por láser (DLW). Investigaciones recientes confirman que la DLW ofrece una «alternativa sencilla y cómoda» y encierra «un gran potencial para acelerar la fabricación y permitir la creación rápida de prototipos». En lugar de la compleja litografía en varios pasos, DLW utiliza un rayo láser enfocado para crear directamente patrones de elementos ópticos.

Este método brilla cuando se combina con materiales de cambio de fase (PCM) como el In3SbTe2 (IST). El IST puede pasar localmente de un estado aislante a uno metálico mediante pulsos láser. Al «dibujar» diminutas antenas metálicas y controlar con precisión su orientación, DLW puede crear metasuperficies que utilizan la «fase geométrica» para esculpir la luz. Esto permite programar directamente en la superficie funciones complejas como la dirección del haz, la lente, la holografía e incluso la generación de haces de vórtices exóticos.

Metasuperficies a la carta

¿Qué significa? DLW hace que la fabricación de metasuperficies funcionales de gran superficie sea «mucho más sencilla, rentable y rápida que las engorrosas técnicas de fabricación, como la litografía convencional», que requieren múltiples diseños de máscaras y costosos pasos de grabado. La capacidad demostrada para fabricar complejas metasuperficies a escala milimétrica con millones de antenas individuales en tan sólo unas horas pone de manifiesto el potencial de la escritura directa para la creación rápida de prototipos.

No se trata sólo de velocidad, sino de flexibilidad. DLW permite:

• Pruebas rápidas: Repetición rápida de diferentes diseños.
• Personalización: Creación de ópticas a medida para aplicaciones IR específicas.
• Multifuncionalidad: Combinación de varias tareas ópticas en una única superficie plana.

Como líder en litografía láser de alta precisión, Heidelberg Instruments considera que la escritura directa es un factor clave para la próxima generación de tecnología óptica. Está allanando el camino hacia una metaóptica fácilmente disponible y diseñada a medida, abriendo nuevas posibilidades en el crucial espectro infrarrojo y más allá.

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