Metalentes para un ojo artificial con ajuste electrónico.

Inspirados en el ojo humano, los investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard(SEAS) han desarrollado metalens(metalentes), lentes hechas con un metamaterial(material con propiedades especiales no naturales como un índice de refracción negativo) para desarrollar un ojo artificial plano controlado electrónicamente. Los metalentes adaptativos controlan simultáneamente tres de los principales responsables de las imágenes borrosas: el enfoque, el astigmatismo y el cambio de imagen. La investigación combina avances en la tecnología muscular artificial con la tecnología metalens para crear lentes sintonizables que pueden cambiar su enfoque en tiempo real al igual que el ojo humano, permitiendo corregir en forma dinámica las aberraciones citadas. Para construir el ojo artificial, los investigadores primero necesitaron modificar los metalens por ser sus nanoestructuras tan pequeñas que la densidad de información en cada lente es increíblemente alta. Si se pasa de una lente de 100micrones(1 micrón equivale a 10^-6 metros) a una con tamaño de un centímetro, la información generada aumenta 10.000 veces.  

Metalents con nanoestructuras de silicio.Crédito: Harvard SEAS

Para resolver el problema desarrollaron un algoritmo destinado a reducir el tamaño del archivo y hacer que los metalens sean compatibles con la tecnología utilizada actualmente para fabricar circuitos integrados; con la ventaja adicional de unificar dos industrias: la fabricación de lentes y la fabricación de semiconductores, por lo que la misma tecnología utilizada para fabricar chips de computadoras se utilizaría para fabricar componentes ópticos como las lentes hechas con metamateriales. Luego, necesitaron adherir los metalens a un músculo artificial sin comprometer su capacidad de enfocar la luz. En el ojo humano la lente está rodeada por el músculo ciliar que la estira o comprime cambiando su forma para ajustar la distancia focal. En la adhesión de la lente utilizaron un elastómero dieléctrico delgado y transparente con baja pérdida, lo que significa que la luz viaja a través del material con poca dispersión. El elastómero se controla aplicando voltaje. A medida que se estira, cambia la posición de los nanopilares en la superficie de la lente, lográndose un ajuste controlado tanto de la posición como del desplazamiento de la estructura. El conjunto lente-elastómero(músculo) tiene solo 30 micrones de grosor y puede ser controlado.  electrónicamente. 
Ver (mejor) para creer .

Lectura complementaria:

Adaptive metalenses with simultaneous electrical control of focal length, astigmatism, and shift