В мире оптических технологий намечается серьезный прорыв: исследователи из Университета Ноттингем Трент представили «виртуальную» метаповерхность — решение, способное радикально изменить подход к управлению светом. Эта разработка особенно перспективна на фоне ограничений традиционной оптики: привычные линзы громоздки, а физические метаповерхности, несмотря на миниатюрность, после изготовления не поддаются настройке. Результаты опубликованы в журнале Advanced Photonics Nexus.
Метаповерхность — это структура во много раз тоньше человеческого волоса: она преломляет, фокусирует и перенаправляет свет, выступая компактной заменой классическим оптическим элементам. Ключевое новшество — отказ от жестких физических структур в пользу динамических световых узоров, которые «рисуют» в реальном времени с помощью пространственного модулятора света. Устройство управляет светом пиксель за пикселем и обновляет конфигурацию узора каждые 20 миллисекунд. Это позволяет одной платформе выполнять сразу несколько функций — от смешивания цветов до визуализации инфракрасных изображений, что недоступно традиционным линзам.
За последнее десятилетие метаповерхности стали основой фотонной революции XXI века. При этом их потенциал долгое время оставался скованным из‑за ограниченной настраиваемости. Новая технология способна стать переломным моментом — ее уместно сравнить с переходом от реального мира к метавселенной: пространство и функционал есть, но они цифровые, а не материальные.
Эксперименты подтвердили возможности подхода: учёные преобразовали инфракрасные сигналы в изображения для обычной камеры — без дорогостоящих датчиков — и реализовали регулировку фокусного расстояния по требованию. Совместно с коллегами из Университета Брешии (Италия) и Нанкайского университета (Китай) команда получила изображение с произвольным фокусом — эффект, недостижимый для классической оптики.
Авторы отмечают, что виртуальные метаповерхности — это универсальный «набор инструментов» со всеми оптическими компонентами сразу; интеграция ИИ позволит программировать мультимодальные функции. Переход к виртуальным метаповерхностям знаменует смену парадигмы — от аналоговых компонентов к гибким цифровым платформам. Это открывает путь к компактным системам для микроскопии, визуализации, фотоники, сенсорики, телекоммуникаций и голографии.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ИИ предсказывает свойства новых оптических материалов.
