Investigadores han desarrollado lentes difractivas multifocales que utilizan secuencias de Lucas estructuradas de forma aperiódica. Estas lentes permiten enfocar la luz en múltiples puntos focales distintos a lo largo del eje óptico, una capacidad que las lentes convencionales no poseen. Este avance representa un paso significativo en el diseño de ópticas compactas y eficientes para aplicaciones que requieren un control preciso de la luz en diferentes profundidades, como en microscopía o sistemas de imagen 3D.
El diseño se basa en la manipulación de la difracción de la luz mediante estructuras micro y nanoescalares, organizadas según patrones derivados de las secuencias de Lucas. A diferencia de las secuencias periódicas, la aperiodicidad de estas estructuras permite una mayor flexibilidad en la distribución de la energía luminosa, posibilitando la creación de múltiples focos con características específicas de intensidad y posición. Este enfoque contrasta con las lentes difractivas bifocales o trifocales anteriores, que a menudo sacrificaban la eficiencia o la calidad de imagen para lograr múltiples puntos focales.
La principal innovación reside en la aplicación de algoritmos basados en las propiedades matemáticas de las secuencias de Lucas para optimizar la geometría de las lentes. Esto permite controlar con precisión la fase de la luz incidente, dirigiéndola hacia los puntos focales deseados. Los resultados demuestran la capacidad de generar cuatro puntos focales distintos con alta eficiencia y baja aberración, superando las limitaciones de los diseños multifocales previos. La fabricación de estas lentes se realiza mediante técnicas de microfabricación estándar, lo que facilita su futura implementación en dispositivos ópticos.
Este desarrollo abre nuevas vías para la creación de sistemas ópticos compactos y multifuncionales en campos como la bioimagen, donde la capacidad de enfocar a diferentes profundidades sin mover la lente es crucial. También tiene implicaciones potenciales en la realidad virtual/aumentada y en sistemas de detección remota. Los próximos pasos incluyen la exploración de la integración de estas lentes en dispositivos comerciales y la investigación de diseños con un mayor número de puntos focales o con capacidades de enfoque dinámico.