Investigadores desarrollan un objetivo que capta y proyecta imágenes 3D

Un equipo del National Institute of Standards and Technology (NIST) ha demostrado las prestaciones de un nuevo tipo de objetivo que capta la luz ultravioleta de forma que es capaz de crear imágenes 3D a partir de los objetos capturados.

Este tipo de objetivo, creado con un material formado por nanocapas de plata y dióxido de titanio, podría ayudar de forma notable en procesos fotolitográficos, en manipulación de objetos a nanoescala y a la fabricación, además de a la producción de imágenes 3D de alta resolución.

Uno de los co-autores del estudio, Ting Xu, explicaba la capacidad de este nuevo objetivo:

Los objetivos convencionales únicamente capturan dos dimensiones de un objeto tridimensional. Nuestro objetivo plano es capaz de proyectar imágenes tridimensionales de objetos tridimensionales que se corresponden exactamente con el objeto capturado.

La revista Nature en la que se publica el artículo sobre este desarrollo explica que el nuevo objetivo está formado de un metamaterial con características especiales que causa que la luz fluya en sentido contrario al habitual, creando un índice de refracción negativo.

El índice de refracción, la clave

Ya en 1967 el físico ruso Victor Veselago adelantó que un material con este tipo de refracción permitiría construir un objetivo plano en lugar de los tradicionales objetivos planos curvos, y que dicho objetivo permitiría capturar y proyectar imágenes 3D fieles al original, no en 2D como es lo habitual, sino en 3D.

Como explican en Phys.org, tanto el aire como el agua son ejemplos de elementos con un índice positivo de refración. Cuando metemos por ejemplo una pajita en un vaso de agua y la miramos desde un lado, esa pajita parece estar rota o doblada.

Esto se debe al cambio del índice de refracción entre el aire (con un índice de 1) y del agua, que tiene un índice de refracción de 1,33 aproximadamente. Al ser ambos índices positivos, la porción de la pajita que está sumergida en el vaso de agua parece estar doblada hacia delante con respecto a la parte que está fuera del agua.

En metamateriales como los desarrollados por estos científicos, la luz crea el efecto contrario al que estamos acostumbrados a ver en el resto de materiales. Así, en nuestro ejemplo la pajita estaría doblada en sentido completamente contrario al habitual.

Futuras aplicaciones en semiconductores

Este tipo de lentes u objetivos planos superan las barreras que se habían encontrado en pasados intentos, y que hasta ahora no podían trabajar en el rango de frecuencias de la luz ultravioleta. Este descubrimiento, que además facilita de forma crítica la fabricación de estos metamateriales, es un paso notable en este segmento.

Henri Lezez, otro de los co-autores, destacaba lo útil que este desarrollo y su tratamiento de la luz ultravioleta puede resultar en diversas industrias relacionadas con la tecnología y la fabricación de semiconductores:

La luz UV tiene una miríada de aplicaciones incluyendo fotoquímica, microscopía fluorescente, y fabricación de semiconductores. Eso, y el hecho de que nuestro objetivo es muy fácil de producir, debería animar a otros investigadores a explorar esas posibilidades.

Vía | Phys.org