I ricercatori del Caltech stanno facendo importanti progressi nello sviluppo di dispositivi ottici in nanoscala utilizzando la tecnologia di stampa 3D. Questa innovazione potrebbe aprire nuove possibilità nella tecnologia dei sensori e delle fotocamere.
Il Caltech sta esplorando la produzione di dispositivi ottici in nanoscala utilizzando la stampa 3D. Questi dispositivi possono manipolare la luce in base alla sua lunghezza d’onda e polarizzazione. Un algoritmo speciale viene utilizzato per “disegnare” le forme dei dispositivi. La tecnica di litografia a polimerizzazione a due fotoni (TPP) viene adoperata per la stampa dei dispositivi. Si tratta ancora di una prova di concetto, ma potrebbe portare a una tecnica di produzione pratica.
Il Caltech sta aprendo la strada alla stampa 3D con la sua ricerca innovativa. Gli scienziati del California Institute of Technology stanno utilizzando stampanti 3D specializzate per progettare e produrre dispositivi ottici nuovi di zecca. Questi dispositivi sono realizzati con metamateriali ottici, che traggono le loro proprietà da nanostrutture di dimensioni talmente ridotte da essere misurate in nanometri. Questa tecnologia apre nuove possibilità per fotocamere e sensori, consentendo loro di rilevare e manipolare la luce su scale incredibilmente piccole. I ricercatori hanno pubblicato i risultati della loro ricerca con il titolo “Metaottica del medio infrarosso con progettazione inversa 3D”.
I metamateriali tridimensionali offrono immense potenzialità. Il dispositivo ottico stampato in 3D su scala nanometrica, creato utilizzando la tecnologia all’avanguardia del Caltech, potrebbe rivoluzionare la prossima generazione di fotocamere e sensori (Immagine: ©Gregory Roberts, Conner Ballew, Tianzhe Zheng, Juan C. Garcia, Sarah Camayd-Muñoz, Philip WC Hon & Andrei Faraon). Questo lavoro innovativo è stato condotto dal professor Andrei Faraon, già noto per i suoi studi sui metamateriali ottici. Tuttavia, Faraon sta ora spingendo oltre i confini utilizzando la stampa 3D. “Stiamo esplorando le possibilità offerte dalla creazione di strutture tridimensionali più piccole della lunghezza d’onda della luce che vogliamo controllare”, spiega Faraon. I dispositivi risultanti sono in grado di manipolare la luce in base alla sua lunghezza d’onda e polarizzazione. Sebbene esistano già dispositivi di questo tipo, quelli creati nel laboratorio di Faraon potrebbero funzionare con la luce visibile e essere posizionati direttamente su un sensore fotografico.
Questi dispositivi hanno una forma caotica ed organica, poiché sono generati attraverso un algoritmo di ottimizzazione. “In realtà, non abbiamo una comprensione razionale di queste forme. Sono generate da un algoritmo che ci fornisce delle forme che svolgono una funzione specifica”, afferma Faraon.
Per trasformare questi progetti in dispositivi fisici, i ricercatori utilizzano una tecnica di stampa 3D chiamata litografia a polimerizzazione a due fotoni (TPP). Con l’ausilio di un laser, una resina liquida viene selettivamente indurita.
Faraon considera questo lavoro una prova di concetto e confida che, con ulteriori ricerche, potrebbe essere sviluppata una tecnica di produzione pratica. Il Caltech continua ad essere all’avanguardia nel campo della stampa 3D e potrebbe aprire nuove strade nella progettazione e produzione di dispositivi ottici su scala nanometrica.
