Usando alambres de metal microcortados, el equipo allana el camino para nuevos usos para las ondas de terahercios

Investigadores japoneses han probado con éxito la meta-superficie de índice no reflectante y altamente refractiva que eventualmente puede usarse en aplicaciones prácticas para enviar, recibir y manipular ondas de radio y luz en la banda de ondas de terahercios (THz). THz se mide en millonésimas de metro, conocidas como micrómetros. La meta-superficie, un material plano bidimensional artificial, estaba hecha de alambres de metal cortados en una microtinta de pasta de plata colocada delante y detrás de una película de poliimida. El equipo, dirigido por Takehito Suzuki, profesor asociado del Instituto de Ingeniería de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio (TUAT), publicó sus hallazgos el 29 de abril de 2021 en Óptica Express.

Estas meta-superficies planas representan un salto adelante en el estudio de la óptica THz, porque pueden ser flexibles, adaptables a una gama mucho más amplia de usos potenciales y mucho menos que la generación actual de ópticas THz que se basan en materiales naturales con refracción fija. índices en el rango de onda de THz, como polímero de cicloolefina, óxido de magnesio y silicio. Un índice de refracción de un material muestra qué tan lentas viajan las ondas electromagnéticas en el material en comparación con el vacío.

Una mayor capacidad para recibir, transmitir, controlar y manipular ondas electromagnéticas por encima de 1.0 THz es necesaria para desbloquear su potencial, que permanece en gran parte sin explotar, según Suzuki. «El sin reflejo meta-superficie con un índice de refracción alto por encima de 1.0 THz puede ofrecer una plataforma asequible para ópticas planas de terahercios, como comunicaciones inalámbricas 6G y otras posibles aplicaciones comerciales «, dijo Suzuki». Además de velocidades de transferencia de datos inalámbricas mucho más rápidas, una mejor capacidad para manipular ondas THz y el uso de meta-superficies pueden hacer avanzar enormemente la tecnología en las áreas de modelado de frente de onda, formación de haces, control de polarización y vórtices ópticos, temas de gran interés para el mundo. comunidades científicas y de comunicación. «

El equipo de investigación de Suzuki decidió apoyar el objetivo de la comunidad científica de reemplazar componentes ópticos tridimensionales voluminosos convencionales por planos bidimensionales, un logro que liberaría espacio y permitiría el desarrollo de instrumentos científicos y de comunicación más pequeños y adaptables, como así como cámaras de seguridad más avanzadas.

El equipo, Harumi Asada, Kota Endo y Takehito Suzuki, crearon su meta-superficie experimental utilizando pintura en pasta de plata y una película de poliimida muy fina. Cortar alambres de metal con una pasta de tinta plateada colocada en la película por una impresora de inyección de tinta superfina (SIJ Technology, Inc.) capaz de dibujar líneas del orden de 10 micrómetros de ancho, produciendo el resultado que esperaban: la meta-superficie, que se hizo de 80,036 pares de alambres de metal cortados con pintura en pasta de plata delante y detrás de un gráfico de 6×6 milímetros cuadrados (aproximadamente la uña de un bebé) de una película de poliimida, tiene un índice de refracción alto y una reflexión baja de 3,0 THz.

Suzuki y sus científicos colaboradores planean investigar más a fondo el potencial de la óptica plana para su uso en la banda de ondas THz, con la esperanza de encontrar materiales escalables y comercialmente viables adecuados para una amplia gama de usos futuros.

Proporcionado por la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio