Metamaterialele optice sunt pregătite pentru implementarea comercială inițială și vor comanda o piață în valoare de câteva miliarde de dolari până în 2030.

Acestea sunt două dintre principalele concluzii din ultimul raport de piață privind tehnologia optică și fotonică emergentă, compilat de analiștii de la consultanța SUA Lux Research.

Autorii Anthony Vicari și Michael Holman spun că maturizarea rapidă a tehnologiei, care utilizează nanostructuri controlate precis pentru a manipula lumina vizibilă, înseamnă că comercializarea este iminentă.

„Se formează un număr tot mai mare de start-up-uri, iar marile corporații manifestă un interes semnificativ, inclusiv parteneriate, investiții și lansări de produse de la Lockheed Martin, Intel, 3M, Edmund Optics, Airbus, Applied Materials și TDK”, sugerează ei.

„Metamaterialele optice vor avea impact pe nișele de pe piața lentilelor în anul următor”, a adăugat autorul principal Vicari. „Lipsa infrastructurii de producție și a proiectanților de dispozitive familiarizați cu tehnologia au împiedicat progresul până acum, dar tehnologiile de proiectare și producție s-au maturizat rapid în ultimii ani.”

Control complet
În timp ce metamaterialele au început deja să aibă un impact în spectrul de radio și microunde - ajutat de apariția aplicațiilor în rețelele 5G - complexitatea suplimentară a proiectelor necesare pentru funcționarea cu frecvență mai mare le-a împiedicat până acum omologii lor cu raza vizibilă.

Atenția s-a concentrat inițial pe idei exotice, cum ar fi „mantile de invizibilitate” în spectrul optic, dar există un potențial enorm de piață în aplicații mai prozaice, profitând de capacitatea de a manipula lumina cu un control mai mare decât este posibil cu optica convențională.

Cu un control mai mare asupra direcției, transmisiei și focalizării luminii pe toate axele majore de performanță, dispozitivele metamateriale sunt capabile să ofere noi capacități, inclusiv indicatori de refracție negativi, reglabili și complexi.

De asemenea, pot combina mai multe funcții optice, cum ar fi corecții de imagine de ordin superior, într-un singur strat de dispozitiv, făcând produse mai subțiri și mai ușoare.

Raportul Lux Research identifică patru caracteristici cheie care definesc noua tehnologie. Acestea includ capacitatea de a face componentele optice mult mai subțiri și mai ușoare; utilizarea modelelor digitale pentru proiectarea produsului mult mai rapidă; dispozitive specifice lungimii de undă; și mult mai mare libertate de proiectare.

„Metamaterialele optice vor oferi un avantaj de performanță și un avantaj competitiv adoptatorilor timpurii, care vor determina creșterea accelerată pe măsură ce înlocuiesc și completează optica convențională”, scriu Vicari și Holman.

Ei văd că cele mai valoroase piețe apar în camerele de telefonie mobilă și în lentilele corective și spun că, deși metamaterialele optice vor dura până la volumul cerut de astfel de aplicații, o gamă largă de aplicații relativ de nișă va oferi o mulțime de cereri în intre timp.

„Deși costurile de producție scad rapid, sunt încă prea mari și scara de producție prea mică, pentru multe aplicații”, se arată în raport. „În plus, există doar o mână de dezvoltatori de frunte ai acestei tehnologii, care ar putea deveni un blocaj pentru inovație și adoptare pe termen scurt”.