Ingeniería

Cristales fotónicos de silicio, cruciales en un sistema de invisibilidad óptica

(NC&T) "Esto es mucho más que un ejercicio teórico", advierte Harley Johnson, profesor de ingeniería y ciencia mecánica en la Universidad de Illinois. "Un dispositivo de invisibilidad óptica está casi al alcance de la mano".

En octubre del año 2006, investigadores de la Universidad Duke, del Imperial College de Londres, y de Sensor Metrix en San Diego, presentaron una capa de invisibilidad que opera en la región de las microondas del espectro electromagnético. En su demostración experimental, se alcanzó la invisibilidad en microondas mediante un delgado recubrimiento conteniendo un conjunto de diminutas estructuras metálicas llamadas resonadores en anillo.

Sin embargo, para llevar a cabo la misma hazaña en longitudes de onda mucho menores, en la porción visible del espectro, se requerirían resonadores en anillo más pequeños que los que se pueden fabricar con la tecnología actual. Adicionalmente, debido a que las partículas metálicas absorberían parte de la luz incidente, el efecto de invisibilidad podría ser incompleto. Delineados débilmente en la figura del contenedor, algunos de los objetos del fondo aparecerían algo más oscurecidos que el resto.

Para evitar estos problemas, Dong Xiao concibió la idea de utilizar un recubrimiento de anillos concéntricos de cristales fotónicos de silicio. El ancho y la separación de los anillos pueden ser adaptados a longitudes de onda específicas de la luz.

Sistema de invisibilidad óptica
Harley Johnson, a la izquierda, y Dong Xiao. (Foto: L. Brian Stauffer)
Cuando la luz de la longitud de onda correcta choca con el recubrimiento, ésta se encorva en torno al contenedor y continúa su camino, de modo comparable al agua que fluye alrededor de la roca que obstaculiza parcialmente su camino en un riachuelo. Un observador ve lo que está detrás del contenedor, como si éste no estuviera allí. Tanto el contenedor como su contenido son invisibles, aunque, hasta que la tecnología alcance un grado óptimo de perfeccionamiento, ciertas perturbaciones pueden ser detectadas.

Simulado actualmente en dos dimensiones, el concepto de invisibilidad podría extenderse a las tres dimensiones, mediante la estrategia de reemplazar los anillos concéntricos por cáscaras esféricas de silicio, separadas por aire o alguna otra sustancia dieléctrica.




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