"Infrared metamaterial phase holograms". S. Larouche, Y. J. Tsai, T. Tyler, N. M. Jokerst, D. R. Smith. NATURE MATERIALS. In press. DOI: 10.1038/nmat3278
As a result of advances in nanotechnology and the burgeoning
capabilities for fabricating materials with controlled nanoscale
geometries, the traditional notion of what constitutes an optical device
continues to evolve. The fusion of maturing low-cost lithographic
techniques with newer optical design strategies has enabled the
introduction of artificially structured metamaterials in place of
conventional materials for improving optical components as well as
realizing new optical functionality. Here we demonstrate multilayer,
lithographically patterned, subwavelength, metal elements, whose
distribution forms a computer-generated phase hologram in the infrared
region (10.6 μm). Metal inclusions exhibit extremely large scattering
and can be implemented in metamaterials that exhibit a wide range of
effective medium response, including anomalously large or negative
refractive index; optical magnetism; and controlled anisotropy. This
large palette of metamaterial responses can be leveraged to achieve
greater control over the propagation of light, leading to more compact,
efficient and versatile optical components.
Como resultado de los avances en nanotecnología y de las crecientes capacidades para la fabricación de materiales con geometrías controladas a nivel nanométrico, la noción tradicional de lo que constituye un dispositivo óptico continúa evolucionando. La fusión de las técnicas litográficas maduras de bajo costo con las más nuevas estrategias de diseño óptico ha permitido la introducción de metamateriales estructurados artificialmente en lugar de los materiales convencionales, para el mejoramiento de las componentes ópticas así como también para la realización de nuevas funcionalidades ópticas. Aquí se muestran multicapas de elementos metálicos, de tamaño inferior a la longitud de onda, estructurados mediante litografía, cuya distribución forma un holograma de fase generado por computadora para la región infrarroja del espectro (10.6 μm). Las inclusiones metálicas exhiben una dispersión extremadamente alta, por lo que pueden ser implementados en metamateriales que exhiban un amplio intervalo de respuesta de medio efectivo, que incluya índices de refracción inusualmente grandes o negativos, magnetismo óptico y anisotropía controlada. Esta amplia cantidad de respuestas de los metamateriales puede ayudar a lograr un mayor control sobre la propagación de la luz, llevando así a componentes ópticas más compactas, eficientes y versátiles.
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