Optiske metamaterialer er klare for første kommersielle distribusjon og vil styre et marked verdt flere milliarder dollar innen 2030.

Dette er to av hovedkonklusjonene fra den siste markedsrapporten om den nye optikk- og fotonikkteknologien som ble utarbeidet av analytikere ved det amerikanske konsulentselskapet Lux Research.

Forfatterne Anthony Vicari og Michael Holman sier at rask modning av teknologien, som bruker nøyaktig kontrollerte nanostrukturer for å manipulere synlig lys, betyr at kommersialisering er nært forestående.

"Et økende antall nyetableringer dannes, og store selskaper viser betydelig interesse, inkludert partnerskap, investeringer og produktlanseringer fra Lockheed Martin, Intel, 3M, Edmund Optics, Airbus, Applied Materials og TDK," foreslår de.

"Optiske metamaterialer vil påvirke nisjer i linsemarkedet det neste året," la hovedforfatter Vicari til. "Mangel på produksjonsinfrastruktur og enhetsdesignere kjent med teknologien har holdt tilbake fremgangen så langt, men design- og produksjonsteknologier har modnet raskt de siste årene."

Fullstendig kontroll
Mens metamaterialer allerede har begynt å påvirke radio- og mikrobølgeovnspekteret - hjulpet av fremveksten av applikasjoner i 5G-nettverk - har den ekstra kompleksiteten til designene som trengs for høyere frekvensdrift, holdt tilbake synlige kolleger så langt.

Oppmerksomhet fokuserte i utgangspunktet på eksotiske ideer som "usynlige kapper" i det optiske spekteret, men det er enormt markedspotensial i mer prosaiske applikasjoner som utnytter muligheten til å manipulere lys med større kontroll enn det som er mulig med konvensjonell optikk.

Med større kontroll over retning, overføring og fokusering av lys på alle viktige ytelsesakser, er metamateriale enheter i stand til å levere nye funksjoner, inkludert negative, avstembare og komplekse brytningsindekser.

De kan også kombinere flere optiske funksjoner, for eksempel bildekorrigeringer av høyere ordre, i et enkelt enhetslag, noe som gir tynnere og lettere produkter.

Lux Research-rapporten identifiserer fire viktige funksjoner som definerer den nye teknologien. Disse inkluderer muligheten til å gjøre optiske komponenter mye tynnere og lettere; bruk av digital mønster for mye raskere produktdesign; bølgelengdespesifikke enheter; og mye større designfrihet.

"Optiske metamaterialer vil gi ytelsesfordeler og konkurransefortrinn til tidlig brukere som vil øke akselererende vekst når de erstatter og supplerer konvensjonell optikk," skriver Vicari og Holman.

De ser de mest verdifulle markedene som vises i mobiltelefonkameraer og korrigerende linser, og sier at selv om det vil ta tid for optiske metamaterialer å skalere opp til volumene som kreves av slike applikasjoner, vil et bredt spekter av relativt nisjeapplikasjoner gi mye etterspørsel etter i mellomtiden.

"Selv om produksjonskostnadene faller raskt, er de fortsatt for høye, og produksjonsskalaen er for liten for mange applikasjoner," heter det i rapporten. "I tillegg er det bare en håndfull ledende utviklere av denne teknologien, som kan bli en flaskehals for innovasjon og adopsjon på kort sikt."