Metaoptik ist ein Wissenschafts- und Technologiegebiet, das sich mit der Erforschung und Entwicklung fortschrittlicher optischer Materialien und Technologien befasst. Wenn ich es in wenigen Worten beschreiben müsste (einen Stock von Puristen riskieren)? Ich würde argumentieren, dass die Metaoptik unsere derzeitigen Spiegel und Linsen, mit denen wir optische Systeme herstellen, verändern und durch Nanomaterialien ersetzen wird.
Mit seinen immer fortschrittlicheren Entwicklungen werden wir ein nie dagewesenes Niveau erreichen. Wir werden die optischen Paradigmen übertreffen, die wir seit 3000 Jahren für unsere visuellen Mensch-Maschine-Schnittstellen wie unsere Telefonkameras, Mikroskope, Drohnen und Teleskope verwenden.
Dank der Entdeckung von Materialien mit negativem Brechungsindex, die perfekte Linsen herstellen können, ist diese Branche in den letzten Jahren explodiert. Angesichts Tausender neuer Forschungsergebnisse und wissenschaftlicher Veröffentlichungen pro Jahr ist es nicht schwer zu glauben, dass Roboter und autonome Fahrzeuge bald Augen haben werden, die mehr sehen können als das menschliche Auge. Viel mehr. Kurz gesagt, die Metaoptik wird das, was nur Science-Fiction war, in Geräte verwandeln, die wir jeden Tag benutzen werden.
Einige Beispiele?
Um alle aktuellen Fortschritte auf diesem Gebiet zusammenzufassen, Nature Photonics eine Analyse bei zwei großen Führern der metaoptischen Forschung in Auftrag gegeben, Dragomir Neschew e Andrej Miroschnitschenko. Ich verweise Sie darauf, dies zu lesen, um eine Vorstellung zu bekommen, Sie finden es hier.
Ganz kurz zusammengefasst haben die beiden Forscher herausgefunden, dass der Bereich der Metaoptik am Rande einer regelrechten Lawine steht. Meta-optische Elemente werden den Weg für neue Anwendungen innerhalb der Industrie 4.0 ebnen, wie zInternet der Dingedas autonome Fahrzeugedas tragbare Geräte, die Realität erhöht und Fernerkundung. Große Unternehmen wie Apple, Google und Samsung haben die Bedeutung dieser Technologie demonstriert, indem sie stark in den Sektor investiert und Spezialisten für Metaoptik eingestellt haben, vor allem für die Entwicklung von Vision-Systemen. Andere Firmen mögen Metallenz, NILT-Technologien e Metamaterialien Inc Sie nutzen bereits die Eigenschaften von Licht, um kommerzielle Geräte für die Biosensorik und Diagnostik herzustellen. Die Autoren weisen darauf hin, dass auch die unkonventionellen Eigenschaften der Metaoptik genutzt werden könnten Sonnensegel, LiFi und Thermomanagement.
Metaoptik, die Herausforderungen, denen wir uns stellen müssen
Wie alle Wissenschaftsbereiche am Vorabend eines Booms braucht auch die Metaoptik den entscheidenden Qualitätssprung. Am komplexesten sei derzeit, so Neshev und Miroshnichenko, die Anpassung industrieller Prozesse an die Herstellung metaoptischer Komponenten, die oft auf einem transparenten Substrat basieren, das nicht mit dem aktuellen CMOS-Standard kompatibel sei. Und das ist nicht das einzige Hindernis. Die Studie ergab auch, dass die Erstellung von abstimmbaren oder rekonfigurierbaren Metamaterialien zur Aktivierung dynamischer Komponenten, wie z. B. farbverändernder Pixel auf einem Fernsehbildschirm, immer noch eine Herausforderung darstellt.
Die Lösung dieser Herausforderungen wird den Weg für eine Vielzahl von Anwendungen ebnen. Telefone, Computer, Autos und hyperminiaturisierte metaoptische Satelliten, die mit 3D-Vision- oder Augmented-Reality-Technologien verbunden werden können. In ferner Zukunft werden sie buchstäblich unsere „Supervision“ sein, und vielleicht verbessern sie auch die biologische, die wir als Mitgift haben.
Es wird etwas noch nie Dagewesenes sein (es muss gesagt werden).
