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, mit denen perfekte Linsen hergestellt werden können, ist diese Branche in den letzten Jahren explodiert. Angesichts tausender neuer Forschungsergebnisse und wissenschaftlicher Veröffentlichungen pro Jahr kann ich kaum 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 gab eine Analyse bei zwei großen Führern der Metaoptik-Forschung in Auftrag, Dragomir Neschew e Andrej Miroschnitschenko. Ich verweise Sie darauf, dies zu lesen, um sich ein Bild zu machen. Sie finden es hier.
Um es ganz kurz zusammenzufassen: Die beiden Forscher haben herausgefunden, dass das Gebiet der Metaoptik vor einer wahren Lawine steht. Metaoptische Elemente werden den Weg für neue Anwendungen in der Industrie 4.0 ebnen, wie zInternet der Dinge, autonome Fahrzeuge, tragbare Geräte, das Realität erhöht und Fernerkundung. Große Unternehmen wie Apple, Google und Samsung haben die Bedeutung dieser Technologie unter Beweis gestellt, indem sie stark in den Sektor investiert und Metaoptik-Spezialisten eingestellt haben, insbesondere für die Entwicklung von Bildverarbeitungssystemen. Andere Unternehmen 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 endgültigen Qualitätssprung. Laut Neshev und Miroshnichenko besteht die derzeit komplexeste darin, industrielle Prozesse an die Herstellung metaoptischer Komponenten anzupassen, die häufig auf einem transparenten Substrat basieren, das nicht mit dem aktuellen CMOS-Standard kompatibel ist. Und das ist nicht das einzige Hindernis. Die Studie ergab außerdem, dass die Erstellung abstimmbarer oder rekonfigurierbarer Metamaterialien zur Aktivierung dynamischer Komponenten, wie etwa farbverändernder Pixel auf einem Fernsehbildschirm, immer noch kompliziert ist.
Die Lösung dieser Herausforderungen wird den Weg für eine Vielzahl von Anwendungen ebnen. Hyperminiaturisierte Telefone, Computer, Autos und metaoptische Satelliten, die mit 3D-Vision- oder Augmented-Reality-Technologien interagieren können. In ferner Zukunft werden sie im wahrsten Sinne des Wortes unser „Super-Sehvermögen“ sein und vielleicht auch unser biologisches Sehvermögen verbessern.
Es wird etwas noch nie Dagewesenes sein (es muss gesagt werden).
