A metafelületeken általában nanoméretű struktúrákat, „tornyocskákat” találunk, amelyek a lencsére érkező fénnyel kölcsönhatásba lépnek, azaz fókuszálják, alakítják, kontrollálják azt. Minél magasabb egy ilyen tornyocska, annál több időbe telik a fénynek, hogy áthaladjon a metastruktúrán, így a lencse képes a fény tartományait, színeit kontrollált módon fókuszálni, hajlítani. Ha azonban túl magas struktúrákat helyezünk el a metafelületen, azok összeérhetnek, illetve el is törhetnek. Mi lenne, ha megfordítanánk az eljárást, és tornyocskák helyet lyukakat helyeznénk el a felületen?
A lyukacsos metalencse művészi ábrázolása (Kép forrása: Capasso Lab/Harvard SEAS)
Nos, a Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) intézményben pont ezt tették a kutatók, s létrehoztak egy olyan metafelületet, amin „nagyon mély” (relatív értendő), egymáshoz nagyon közel elhelyezett lyukak találhatók a tornyocskák helyett. A szerepkörük változatlan marad: a fényt kell fókuszálniuk. Az új metafelületen több mint 12 millió lyukat fúrtak az 5 mikrométer vastagságú szilícium membránba, ami az emberi hajszál vastagságának 1/20-át teszi ki. Ezeknek a lyukacskáknak a magasság/szélesség arányuk 30:1-hez – ez egy elképzelhetetlen arányszám lenne tornyocskák esetében.
Ezen az elven nagy, lapos akromatikus lencséket lehetne előállítani, amelyek a fény látható tartományát egy pontba tudják fókuszálni (nem lennének látható él-elszíneződések, azaz kromatikus hibák). Az újfajta metafelület lyukacskái is lehetnek eltérő méretűek, azaz igény szerint változtatható az átmérőjük, vagy a mélységük, ráadásul rendkívül precízen pozícionálhatóak a lencse felületén. A metalencséket ráadásul a félvezetőiparban megtalálható hagyományos eljárásokkal és anyagokkal lehet gyártani. Bővebb infó a fejlesztésekről itt olvasható.
