Lentes Ultrafinas Reveladoras Preparadas para Transformar a Tecnologia

A lente monocromática final é desenvolvida numa placa e assemelha-se a chips de silício antes de ser colocada em circuitos maiores. Crédito: ©2024 Konishi et al. CC-BY-ND

Estas lentes inovadoras, embora atualmente menos eficientes, têm o potencial de transformar indústrias como a astronomia, os cuidados de saúde e a eletrónica de consumo. A sua capacidade de serem produzidas em massa e personalizadas para aplicações específicas torna-as um avanço tecnológico promissor.

Redefinir o fabrico de dispositivos ópticos

Lentes ópticas finas como papel, produzidas com técnicas de fabrico de microchips, prometem uma nova era de dispositivos compactos. Os investigadores da Universidade de Tóquio e da JSR Corp. criaram com sucesso placas de zona Fresnel (FZPs) utilizando equipamento de semicondutores padrão como o stepper i-line, marcando a primeira produção escalável de tais lentes.

Um teste de precisão ótica padrão da indústria mostra a resolução das lentes de teste FZP. A barra de escala branca é de 5 micrómetros. Crédito: ©2024 Konishi et al. CC-BY-ND

Ao contrário das volumosas lentes convencionais ou das dispendiosas lentes metálicas, as FZPs oferecem uma alternativa prática, especialmente para aplicações com limitações de espaço. Este avanço na utilização de maquinaria comum sublinha o seu potencial para uma adoção industrial generalizada.

Avanços na tecnologia de produção de lentes

“Desenvolvemos um método simples e de produção em massa de FZPs utilizando um sistema de litografia de semicondutores padrão”, explicou o Professor Associado Kuniaki Konishi do Instituto de Ciência e Tecnologia de Fotões. “Isto tornou-se possível graças a um fotoresistente especializado, ou máscara, chamado resistência de cor, inicialmente concebido como um filtro de cor. Ao revestir, expor e desenvolver este material, criámos lentes capazes de focar a luz visível até 1,1 microns – cerca de 100 vezes mais finas do que um cabelo humano.”

Atualmente, a principal limitação destas FZPs é a sua eficiência de 7% na captação de luz, o que resulta em imagens com ruído. No entanto, a equipa está a explorar ativamente formas de aumentar a eficiência até quatro vezes. Esta melhoria exigiria um maior controlo sobre as propriedades físicas das resinas de cor, um desafio que é tecnicamente viável mas ainda não realizado.

Implicações futuras e sustentabilidade

“Para além do nosso método de produção eficiente, desenvolvemos simulações que se alinham de perto com os resultados experimentais”, observou Konishi. “Isto permite-nos adaptar os designs das lentes a aplicações específicas, como a imagiologia médica, antes de nos comprometermos com o fabrico.”

O processo de litografia, no qual se baseia o método dos investigadores, é um pouco como revelar uma fotografia química pré-digital. Crédito: ©2024 Konishi et al. CC-BY-ND

O processo de produção também oferece vantagens ambientais e económicas. Ao contrário do fabrico tradicional de lentes, elimina a utilização de químicos tóxicos para gravação e reduz significativamente o consumo de energia.

Embora possa demorar algum tempo até que estas lentes – ou tecnologias inspiradas nelas – apareçam em smartphones ultrafinos ou noutros dispositivos de consumo, o seu desenvolvimento representa um avanço significativo. A combinação do potencial de produção em massa, da personalização e da sustentabilidade garante que as FZPs estão preparadas para desempenhar um papel fundamental no futuro da ótica.

Leia o Artigo Original: Scitechdaily

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