Modulatore ottico a metasuperficie optomeccanica

L'invenzione riguarda un dispositivo destinato ad agire sui campi elettromagnetici, costituito da una serie di metasuperfici distanziate, di cui almeno una libera da muoversi. La metasuperficie è definita come una regione che (i) ha due dimensioni molto più grandi della terza, (ii) queste due dimensioni sono molto più grandi della lunghezza d'onda della radiazione elettromagnetica coinvolta; (iii) contiene disomogeneità elettromagnetiche. Una metasuperficie può essere un'interfaccia ordinaria tra materiali diversi; tuttavia, il dispositivo deve includere almeno una metasuperficie che includa disomogeneità elettromagnetiche più complesse. Ad esempio, un'implementazione può essere la seguente: una membrana di metasuperficie costituita da un materiale dielettrico modellato con una serie di fori le cui dimensioni e forma determinano le capacità operative specifiche del dispositivo. La membrana è posizionata ad una distanza da una superficie liscia, possibilmente appartenente allo stesso chip. Quando un raggio di luce colpisce la membrana, i raggi di luce riflessa e trasmessa hanno un'ampiezza e uno stato di polarizzazione che possono essere diversi da quello della luce incidente. Ciò determina l'operazione statica della metasuperficie, che implementa così una certa matrice di Jones. Essendo la membrana libera di muoversi, la distanza tra la membrana e la superficie può cambiare, con un movimento dettato da un agente forzante esterno come un attuatore piezoelettrico. Grazie al cambiamento nell’interazione radiazione-materia, l'ampiezza, la fase e lo stato di polarizzazione della luce riflessa e trasmessa vengono modificati. Questo implementa il modulatore ottico a metasuperficie optomeccanica.