Uma equipe de pesquisa da Universidade Nacional da Austrália e da Universidade Friedrich Schiller de Jena, na Alemanha, desenvolveu uma nova técnica de fabricação para metalentes multicamadas, que promete impulsionar o desenvolvimento de óptica miniaturizada para dispositivos portáteis, como celulares e drones. As descobertas foram publicadas na revista Optics Letters. Uma representação artística do design da metalente multicamadas de Huygens está incluída.

Este design emprega uma estrutura de metamaterial multicamadas, permitindo o foco simultâneo de fontes de luz não polarizadas e múltiplos comprimentos de onda em uma ampla faixa de diâmetros, superando as limitações das metalentes tradicionais em termos de largura de banda e abertura numérica. O primeiro autor, Joshua Jordaan, afirmou: "Nosso design possui muitas características excelentes que o tornam adequado para dispositivos práticos. É fácil de fabricar devido à sua baixa relação de aspecto, e cada camada pode ser fabricada individualmente e depois encapsulada."

A equipe de pesquisa inicialmente tentou focalizar luz de múltiplos comprimentos de onda usando uma meta-superfície de camada única, mas descobriu limitações físicas. Jordaan explicou: "O atraso de grupo máximo alcançável com uma meta-superfície de camada única é fisicamente limitado, o que estabelece um limite superior para o produto da abertura numérica, diâmetro físico e largura de banda operacional." Ao recorrer ao design de metalentes multicamadas e combiná-lo com algoritmos de engenharia reversa, a equipe desenvolveu com sucesso uma estrutura de metalente insensível à polarização e com maior tolerância de fabricação.

Essa metalente tem apenas uma fração da espessura de um fio de cabelo humano, tornando-a muito mais fina e leve do que as lentes ópticas tradicionais. O processo de otimização gerou uma biblioteca de componentes de metamateriais em formatos especiais, como quadrados arredondados, trevos e hélices. Essas microestruturas, com tamanhos que variam de 300 a 1000 nanômetros, permitem a manipulação completa do deslocamento de fase. Essa tecnologia atualmente suporta processamento em até cinco comprimentos de onda diferentes, abrindo novas possibilidades para a fabricação de sistemas de imagem leves.