Le metasuperfici dielettriche rappresentano una delle direzioni di ricerca e applicazione all'avanguardia in ottica. Non solo possiedono il vantaggio di una bassa perdita, ma consentono anche la realizzazione di spessori del dispositivo su scale sub-lunghezza d'onda. Inoltre, possono modulare liberamente la luce in molteplici dimensioni, come ampiezza, fase e polarizzazione.
Questa capacità, che manca all’ottica tradizionale, riveste un’importanza significativa per l’integrazione, la miniaturizzazione e il ridimensionamento dei futuri sistemi ottici. Di conseguenza, le metasuperfici dielettriche hanno attirato una crescente attenzione industriale. In uno studio pubblicato sulla rivista Advanced Devices &Instrumentation , il team del professor Daping Chu dell'Università di Cambridge ha sviluppato una nuova metasuperficie dielettrica sintonizzabile basata su cristalli liquidi.
Sfruttando l'effetto di allineamento intrinseco della metasuperficie dielettrica sui cristalli liquidi oltre alle sue proprietà controllabili elettricamente, viene eliminata la necessità di materiali per lo strato di allineamento dei cristalli liquidi e relativi processi, risparmiando così tempi e costi di produzione del dispositivo. Ciò ha implicazioni pratiche per dispositivi come i cristalli liquidi su silicio (LCoS).
Il gruppo di ricerca ha studiato quantitativamente la forza dell’effetto di allineamento della metasuperficie stessa sui cristalli liquidi misurando la trasmittanza del dispositivo a diverse angolazioni. Hanno ottenuto un rapporto di contrasto tra luminosità e oscurità di 25,6.
Allo stesso tempo, durante gli esperimenti il team di ricerca ha raggiunto anche una profondità di modulazione del 94% nella banda di lunghezze d'onda di comunicazione del vicino infrarosso.
Questo studio propone una nuova metasuperficie controllata elettricamente a base di cristalli liquidi. Sfruttando l'effetto di allineamento intrinseco della metasuperficie sui cristalli liquidi, il processo di allineamento presente nei tradizionali dispositivi a cristalli liquidi viene eliminato, offrendo così un notevole valore economico ai tradizionali dispositivi a cristalli liquidi.
Inoltre, a causa della natura subonda della metasuperficie, il dispositivo teoricamente può essere reso estremamente sottile, migliorando efficacemente la velocità di risposta e la risoluzione del dispositivo a cristalli liquidi. I dispositivi a cristalli liquidi integrati con metasuperfici hanno un valore di ricerca cruciale per i tradizionali dispositivi a cristalli liquidi come LCoS.
Ulteriori informazioni: Xin Chang et al, Meta-atomi dielettrici con effetto di allineamento a cristalli liquidi per metasuperfici sintonizzabili elettricamente, Dispositivi e strumentazione avanzati (2024). DOI:10.34133/adi.0040
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