nanoarray

Le schiere di antenne sono molto usate nella ricerca astronomica, perché consentono di ampliare enormemente la risoluzione delle immagini. Sfruttando una tecnica analoga, Jie Sun e i colleghi del Laboratorio di ricerca elettronica del MIT (Massachusetts Institute of Technology) hanno messo a punto una schiera nanofotonica in fase (NPA) su larga scala composta da una matrice di 64×64 nanoantenne ottiche sulla superficie di un chip al silicio di soli 0,5 mm di lato. Ciascun pixel copre una superficie di 9×9 micrometri, con un lato pari ad appena sei volte la lunghezza d’onda ottica.

Sfruttando la relazione tra le fasi delle antenne si riesce a migliorare l’emissione di onde radio in una certa direzione, come è stato fatto nei decenni passati con le trasmissioni televisive e con il radar; questa tecnica non è nuova, ma pare si riconduca alle intuizioni del fisico Ferdinand Braun.
I risultati ottenuti nella banda radio hanno spinto a sfruttare lo stesso principio nelle applicazioni ottiche, per migliorare il controllo del fascio e della sua direzione. E in linea teorica, la lunghezza d’onda molto più breve delle radiazioni ottiche (fino a 700 nanometri contro il metro e più delle onde radio) avrebbe dovuto facilitare la realizzazione di schiere di piccole dimensioni. Sfortunatamente, due componenti fondamentali del dispositivo, gli accoppiatori, che alimentano ciascuna antenna con un’energia controllata, e gli sfasatori, necessari per controllare la fase di ogni elemento, hanno lunghezze d’onda caratteristiche di decine o centinaia di volte più grandi, e questo finora ha fortemente limitato le applicazioni (le realizzazioni più recenti hanno dimensioni relativamente ampie e integrano schiere di sole 4×4 antenne). Ora, con le nanotecnologie è stato possibile ridurre le dimensioni delle antenne rendendole comparabili con la lunghezza d’onda della luce, il che ha reso possibile l’impiego nelle tecniche di imaging attraverso materiali che disturbano la propagazione della radiazione con una forte diffusione, come nel caso di vetri ruvidi o di tessuti biologici. In questi casi è fondamentale la calibrazione locale della radiazione ottica in modo da poter compensare la distorsione causata dal mezzo.
http://web.mit.edu/