lunes, 1 de febrero de 2016

Lente óptica de grafeno de una milmillonésima parte de un metro de espesor rompe el límite de difracción


Con el desarrollo de los chips fotónicos y la nano-óptica, los viejos lentes de cristal ya no pueden seguir el ritmo en la carrera hacia la miniaturización. En la búsqueda de un sustituto adecuado, un equipo de la Universidad Swinburne de Tecnología ha desarrollado una microlente de grafeno de una mil millonésima parte de un metro de grosor que puede tomar imágenes más nítidas de objetos del tamaño de una sola bacteria y abre la puerta a la mejora de los teléfonos móviles, nanosatélites y computadoras.

Uno de los principales obstáculos en los avances en microscopios ópticos es la lente o, más precisamente, el límite de difracción, que es el límite teórico de la resolución de una lente particular. Ha habido una serie de intentos de superar el límite de difracción mediante el uso de técnicas como la interferometría, la holografía, láseres, y los electrones, y aunque los científicos han gozado de cierto éxito, sólo ha sido a un gran coste y complejidad.


Otro enfoque ha sido explorar el uso de lentes planos ultra finos que están grabados con círculos concéntricos y actuan como lentes de Fresnel diminutos. Según el equipo de Swinburne, esto también ha tenido cierto éxito, pero sólo por la elaboración de los lentes a partir de oro y otros metales caros que no se prestan a la producción en masa.


El avance de Swinburne llegó cuando Xiaorui Zhang, un estudiante de doctorado en el Centro de Micro-Fotónica, utilizó óxido de grafeno para formar una lente. Este material permitió al equipo fabricar lentes planos ultra finos que son 300 veces más delgados que una hoja de papel y pesan un microgramo. Esto se logró mediante la impresión de la lente de manera efectiva, primero espolvoreando una hoja de solución de óxido de grafeno, y a continuación moldeando los círculos utilizando un rayo láser.


De acuerdo al equipo, el nuevo lente es flexible, puede resolver objetos tan pequeños como 200 nanómetros, e incluso puede ver en el infrarrojo cercano. Esto es posible gracias a que rompe el límite de difracción y permite un enfoque de menos de la mitad de la longitud de onda de la luz.


Una vez que la tecnología esté madura, el equipo considera que tendrá aplicaciones más allá de la microscopía, incluyendo teléfonos móviles más delgados y ligeros con capacidades de imagen térmica, endoscopios pequeños para la cirugía, como reemplazo de las lentes convencionales en nanosatélites para ahorrar un par de cientos de gramos de peso en el lanzamiento y para aumentar la eficiencia de los chips fotónicos en superordenadores y la distribución de banda ancha super rápida.






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