Uma pesquisa inovadora liderada pelo professor Daping Chu produziu uma metassuperfície dielétrica baseada em cristal líquido, reduzindo as complexidades de fabricação e melhorando o desempenho do dispositivo óptico, com implicações significativas para futuras tecnologias de cristal líquido. Crédito: SciTechDaily.com
As metassuperfícies dielétricas, conhecidas por sua baixa perda e escala de comprimento de onda, estão revolucionando os sistemas ópticos ao permitir a modulação multidimensional da luz. Os pesquisadores agora inovaram neste campo ao desenvolver uma metassuperfície dielétrica baseada em cristal líquido que agiliza a fabricação e melhora o desempenho do dispositivo.
As metassuperfícies dielétricas representam uma das direções de pesquisa e aplicação de ponta no campo óptico atual. Eles não apenas possuem a vantagem de baixas perdas, mas também permitem a realização de espessuras de dispositivos em escalas de subcomprimentos de onda. Além disso, eles podem modular livremente a luz em múltiplas dimensões, como amplitude, fase e polarização. Esta capacidade, que falta à óptica tradicional, tem uma importância significativa para a integração, miniaturização e dimensionamento de futuros sistemas ópticos. Consequentemente, as metasuperfícies dielétricas têm atraído cada vez mais atenção industrial.
Neste estudo, a equipe do professor Daping Chu da Universidade de Cambridge desenvolveu uma nova metasuperfície dielétrica sintonizável baseada em cristal líquido. Ao aproveitar o efeito de alinhamento inerente da metassuperfície dielétrica em cristais líquidos além de suas propriedades eletricamente controláveis, a necessidade de materiais de camada de alinhamento de cristal líquido e processos relacionados é eliminada, economizando assim tempo e custos de fabricação de dispositivos. Isto tem implicações práticas para dispositivos como cristal líquido em silício (LCoS).
As metassuperfícies dielétricas representam uma das direções de pesquisa e aplicação de ponta no campo óptico atual. Eles não apenas possuem a vantagem de baixas perdas, mas também permitem a realização de espessuras de dispositivos em escalas de subcomprimentos de onda. Crédito: Dispositivos Avançados e Instrumentação
A equipe de pesquisa investigou quantitativamente a força do efeito de alinhamento da própria metassuperfície em cristais líquidos, medindo a transmitância do dispositivo em diferentes ângulos. Eles obtiveram uma relação de contraste de 25,6 entre brilho e escuridão.
Ao mesmo tempo, a equipe de pesquisa também alcançou uma profundidade de modulação de 94% na banda de comprimento de onda de comunicação do infravermelho próximo durante os experimentos.
Este estudo propõe uma nova metassuperfície controlada eletricamente baseada em cristal líquido. Ao aproveitar o efeito de alinhamento inerente da metassuperfície nos cristais líquidos, o processo de alinhamento presente nos dispositivos tradicionais de cristal líquido é eliminado, oferecendo assim um valor económico significativo aos dispositivos tradicionais de cristal líquido.
Além disso, devido à natureza do comprimento de onda da metassuperfície, o dispositivo teoricamente pode ser extremamente fino, aumentando efetivamente a velocidade de resposta e a resolução do dispositivo de cristal líquido. Dispositivos de cristal líquido integrados com metassuperfícies possuem valor de pesquisa crucial para dispositivos tradicionais de cristal líquido, como LCoS.
Referência: “Meta-átomos dielétricos com efeito de alinhamento de cristal líquido para metasuperfície eletricamente ajustável” por Xin Chang, Mike Pivnenko, Angadjit Singh, Weijie Wu, Pawan Shrestha e Daping Chu, 5 de fevereiro de 2024, Dispositivos avançados e instrumentação.
DOI: 10.34133/adi.0040
