Pendant des années, des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ont conçu des métasurfaces pour manipuler la lumière en fonction de son état de polarisation. Cette recherche a contribué aux progrès de la technologie de polarisation, mais la technologie des métasurfaces s'est avérée plus puissante que même les chercheurs eux-mêmes ne le pensaient.

Maintenant, les chercheurs ont découvert un potentiel caché dans ces métasurfaces et, dans un nouveau journal, a démontré des dispositifs optiques qui manipulent l'état de polarisation de la lumière avec un degré de contrôle sans précédent.

"Cette recherche montre que la possibilité de basculer entre des images holographiques qui ne doivent pas être limitées à seulement deux états de polarisation, " a déclaré Federico Capasso, le professeur Robert L. Wallace de physique appliquée et Vinton Hayes chercheur principal en génie électrique à SEAS et auteur principal de l'article. "Notre nouvelle métasurface peut coder un nombre illimité d'images holographiques ou manipuler la lumière dans un nombre pratiquement infini de directions en fonction d'un très grand nombre d'états de polarisation."

La recherche, Publié dans Avancées scientifiques , démontre une nouvelle façon de contrôler la lumière polarisée avec des métasurfaces. Cette nouvelle approche - dans laquelle les chercheurs peuvent concevoir une image holographique avec une réponse accordable en polarisation à travers l'image elle-même - pourrait conduire à des applications dans divers domaines, notamment l'imagerie, microscopes, affiche, et même l'astronomie.

"Cette avancée est générale et pourrait être appliquée à presque tout type de système optique utilisant la lumière polarisée, " dit Noah Rubin, stagiaire postdoctoral à SEAS et premier auteur de l'article. "Spécifiquement, cela suggère que les métasurfaces pourraient être utilisées dans de nouveaux types de systèmes laser dont la lumière de sortie pourrait être conçue en fonction de l'état de polarisation de la lumière, ou peut-être même dans des systèmes de télescopes où des types d'optiques similaires sont déjà utilisés pour aider à la détection d'exoplanètes semblables à la Terre. »

"L'holographie a toujours été une technique populaire pour enregistrer et afficher des informations, " dit Aun Zaidi, un étudiant diplômé à SEAS et co-auteur principal de l'article. "Nous avons pris un principe fondamental de l'holographie et l'avons généralisé d'une manière qui élargit considérablement la capacité d'information de cette technique plutôt ancienne."

Prochain, les chercheurs visent à mieux comprendre ces dispositifs, y compris comment ils pourraient être utilisés dans des applications du monde réel.