Adiós a las voluminosas lentes de los dispositivos ópticos

El resultado de las imágenes de realidad aumentada utiliza la pantalla de escaneo de fibra del ojo cercano a todo color, que muestra una imagen virtual de color RGB flotando en una escena del mundo real. - ZHAOYI LI/HARVARD UNIVERSITY.)

   MADRID, 28 Ene. (EUROPA PRESS) -

   Una nueva generación de lentes planas que utilizan nanoestructuras para enfocar la luz prometen romper el cuello de botella en el desarrollo de sistemas ópticos para realidad virtual.

   Investigadores de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) han desarrollado metalentes acromáticas de dos milímetros que pueden enfocar colores RGB (rojo, azul, verde) sin aberraciones y desarrollaron una pantalla miniaturizada para aplicaciones de realidad virtual y aumentada.

   "Esta lente de última generación abre un camino hacia un nuevo tipo de plataforma de realidad virtual y supera el cuello de botella que ha ralentizado el progreso de un nuevo dispositivo óptico", dijo en un comunicado el profesor de Física Aplicada Federico Capasso, autor principal del artículo, que se publica en Science Advances.

   A diferencia de los dispositivos electrónicos, que se han vuelto más pequeños y eficientes a lo largo de los años, el diseño y la física subyacente de las lentes ópticas actuales no han cambiado mucho en unos 3.000 años

   "Utilizando nueva física y un nuevo principio de diseño, hemos desarrollado una lente plana para reemplazar las voluminosas lentes de los dispositivos ópticos actuales", dijo Zhaoyi Li, becario postdoctoral en SEAS y primer autor del artículo. "Esta es la metalente RGB-acromático más grande hasta la fecha y es una prueba del concepto de que estas lentes se pueden escalar hasta el tamaño de un centímetro, producir en masa e integrar en plataformas comerciales".

   Al igual que las metalentes anteriores, esta lente utiliza matrices de nanofinas de dióxido de titanio para enfocar por igual las longitudes de onda de la luz y eliminar la aberración cromática. Al diseñar la forma y el patrón de estos nanoarrays, los investigadores pudieron controlar la distancia focal del color rojo, verde y azul de la luz. Para incorporar la lente en un sistema de realidad virtual, el equipo desarrolló una pantalla de visión cercana utilizando un método llamado escaneo de fibra.

   La pantalla, inspirada en técnicas de bioimagen endoscópica basadas en escaneo de fibra, utiliza una fibra óptica a través de un tubo piezoeléctrico. Cuando se aplica un voltaje al tubo, la punta de la fibra escanea hacia la izquierda y hacia la derecha y hacia arriba y hacia abajo para mostrar patrones, formando una pantalla miniaturizada. La pantalla tiene alta resolución, alto brillo, alto rango dinámico y amplia gama de colores.

   En una plataforma de realidad virtual o realidad aumentada, las metalentes se ubicarían directamente frente al ojo y la pantalla se ubicaría dentro del plano focal de las metalentes. Los patrones escaneados por la pantalla se enfocan en la retina, donde se forma la imagen virtual, con la ayuda de las metalentes. Para el ojo humano, la imagen aparece como parte del paisaje en el modo AR, a cierta distancia de nuestros ojos reales.

   "Hemos demostrado cómo las plataformas metaópticas pueden ayudar a resolver el cuello de botella de las tecnologías de realidad virtual actuales y potencialmente ser utilizadas en nuestra vida diaria", dijo Li.

   A continuación, el equipo tiene como objetivo ampliar aún más la lente, haciéndola compatible con las técnicas actuales de fabricación a gran escala para la producción en masa a bajo costo.