Un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State) desarrolló un dispositivo en miniatura capaz de controlar haces de luz láser en tres dimensiones a una velocidad sin precedentes. Se trata de un microespejo basado en sistemas microelectromecánicos (MEMS) que no solo mueve la luz hacia los lados, sino que también cambia de forma para ajustar el enfoque a distintas profundidades.
El avance fue publicado en la revista científica Microsystems & Nanoengineering. El trabajo estuvo encabezado por Hunter Shillingburg, estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica de Penn State, junto a Daniel Lopez, quien participó durante su paso por esa universidad y actualmente preside el Departamento de Física de la Universidad Estatal de Arizona.
Un solo dispositivo para controlar la luz en 3D
En los sistemas ópticos tradicionales, dirigir la luz en tres dimensiones requiere al menos dos componentes independientes: uno para mover el haz de manera lateral y otro para cambiar el punto de enfoque en profundidad. La innovación de este desarrollo radica en combinar ambas funciones en una sola pieza microscópica.
«Poder controlar rápidamente la luz en tres dimensiones con un solo dispositivo ofrece una mejora significativa en el tamaño general y el peso de un sistema óptico», explicó Shillingburg. El mecanismo se apoya en la tecnología MEMS, que fabrica componentes mecánicos diminutos sobre chips con técnicas similares a las empleadas en la producción de microprocesadores. En este caso, la estructura permite inclinar y deformar la superficie del espejo según la necesidad.
Impacto en la neurobiología y la realidad aumentada
Una de las áreas con mayor potencial de aplicación es la neurobiología. Debido a que las neuronas se activan en cuestiones de milisegundos, el estudio de la actividad cerebral exige herramientas de alta precisión y velocidad. Con esta tecnología, sería posible diseñar microscopios miniaturizados capaces de montarse en sujetos activos para examinar zonas diminutas del cerebro en pleno movimiento.
A su vez, la velocidad de escaneo ayuda a reducir el tiempo de exposición a la luz, protegiendo las muestras biológicas sensibles frente a deterioros durante la observación de células vivas.
Además del ámbito médico y científico, los investigadores destacaron que este tipo de microespejos puede utilizarse para fabricar anteojos y cascos de realidad aumentada más livianos, así como para mejorar la precisión en procesos de manufactura avanzada.