nanoottica

nanoottica

nanoòttica s. f. – Studio dell’interazione della luce e della materia su scala nanometrica; è detto anche nanofotònica. Lo sviluppo più recente della microottica è collegato alla progressiva riduzione delle dimensioni fisiche delle strutture, fino a valori molto minori della lunghezza d’onda della luce visibile (0,4÷0,7 μm); si entra nell’ordine di grandezza dei nanometri, quindi nel campo di impiego delle nanotecnologie. Dal punto di vista della propagazione di un’onda luminosa, tali strutture non vengono più distinte in quanto tali e separate, a differenza di quello che si verifica nei cristalli fotonici. La strutturazione invece influenza il movimento delle cariche del materiale (in genere elettroni) sotto l’effetto del campo elettromagnetico associato all’onda. Poiché da tale moto deriva la risposta del mezzo alla luce, il risultato può essere la creazione di un materiale artificiale con proprietà ottiche non convenzionali e addirittura non esistenti in natura. Per questo motivo si è coniato il termine metamateriali. Alcuni notevoli risultati ottenuti in questo campo, di cui si intravedono appena le enormi potenzialità, riguardano il superamento dei limiti diffrattivi nell’ingrandimento delle immagini ottiche, ossia la realizzazione delle cosiddette . In alcuni studi più di avanguardia, il concetto di metamateriale punta ad applicazioni ancora più innovative o addirittura futuristiche. Sono allo studio materiali in cui la risposta alla luce può essere descritta, in termini macroscopici, con un indice di rifrazione negativo (v. NIM). Nell’ottica ondulatoria questo parametro rappresenta il rapporto fra il valore della velocità della luce nel vuoto e quello in un dato materiale. Un valore negativo non si trova in alcun materiale naturale. Ciò comporterebbe una velocità di fase delle onde elettromagnetiche negativa: la luce si potrebbe quindi propagare all’indietro. Nella rifrazione da un materiale normale a un metamateriale sarebbe modificata la legge di Snell (che descrive la modalità di rifrazione di un fascio luminoso nella transizione tra due mezzi con diverso indice di rifrazione), in modo tale che il fascio viene rifratto dalla stessa parte della normale al fascio incidente. In tal modo, in linea teorica, uno strato di metamateriale che avvolgesse un oggetto potrebbe piegare la luce per rifrazione intorno all’oggetto stesso, rendendolo di fatto invisibile.