Le schiere di antenne sono molto utilizzate nella ricerca astronomica, perché consentono di ampliare enormemente la risoluzione delle immagini che si potrebbero ricavare con unico strumento. In un articolo pubbicato su 'Nature' a firma di Jie Sun e colleghi del Laboratorio di ricerca elettronica del Massachusetts Institute of Technology, viene ora descritto un microdispositivo che può essere pensato come l’equivalente di 4000 telescopi su un chip di mezzo millimetro per lato. Si tratta di una schiera nanofotonica in fase (NPA) su larga scala in cui sono integrate nanoantenne ottiche sulla superficie di un chip al silicio. L’idea di utilizzare schiere di antenne con un’unica fonte di alimentazione non è nuova, e può essere fatta risalire alle intuizioni del fisico Ferdinand Braun, premio Nobel nel 1909 ex aequo con Guglielmo Marconi. Sfruttando la relazione tra le fasi delle antenne si riesce infatti 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.
Ecco come appare, in una rappresentazione artistica, la schiera di 64 per 64 antenne ottiche integrate sul chip |
Questi ottimi risultati nella banda radio hanno spinto a sfruttare lo stesso principio nelle applicazioni ottiche, con l’obiettivo di migliorare anche in questo campo 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 il compito di realizzare 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 4x4 antenne.
Microfotografia di una singola nanoantenna |
FONTE:'Le scienze'
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