Las ‘Lentes del Diablo’ aumentan la profundidad de campo y reducen las aberraciones cromáticas

Un grupo de investigación de la Universidad Politécnica de Valencia y de la Universidad de Valencia ha presentado un novedoso tipo de lentes difractivas, las ‘Lentes del Diablo’, que producen un incremento de la profundidad de foco y una reducción en la aberración cromática. El trabajo ha sido publicado recientemente en la revista Optics Express.

Contrariamente a lo que sucede con las lentes convencionales o “refractivas”, las lentes difractivas focalizan la luz gracias a la difracción, fenómeno que se produce al interactuar la luz con la estructura física de la lente en forma de anillos concéntricos de diferente espesor y/o transmitancia.

Los resultados obtenidos han sido publicados en diversas revistas especializadas, que a su vez han sido reseñadas en otras publicaciones como Laser Focus World y Optics and Laser Europe. El trabajo realizado por los científicos valencianos es “el último estudio publicado sobre este tema”, según concretó Juan A. Monsoriu, uno de los investigadores principales.

“A pesar de su satánico nombre, en este descubrimiento no hay nada maléfico, ni de ocultismo, ni nada parecido”, continúa Monsoriu, “el motivo de tan llamativa denominación es consecuencia del perfil de estas lentes que se ha diseñado según una estructura fractal conocida en Matemáticas como ‘Escalera del Diablo”.

Estas lentes tienen la propiedad de ser intrínsecamente multifocales (con múltiples focos muy próximos entre sí), de manera que la distribución de intensidad presenta una estructura fractal. Al analizar el comportamiento de estas lentes, primero mediante simulaciones por ordenador y luego con prototipos construidos en el laboratorio, se han obtenido mejores imágenes que las generadas por lentes difractivas convencionales.

Tal y como indicó el investigador valenciano, “las imágenes de las lentes fractales presentan una menor aberración cromática”. Dicha aberración es la que provoca los bordes coloreados alrededor de un objeto visto a través de una lente, causado porque la lente no desvía todas las longitudes de onda (colores) al mismo foco. De esta forma, sólo aparece enfocada la imagen en un color, mientras que el resto está desenfocado.

La característica multifocal de las ‘Lentes del Diablo’ permite que los focos correspondientes a las diferentes longitudes de onda de la imagen se superpongan en mayor grado para generar una imagen final más nítida. Esta misma propiedad multifocal permite aumentar la profundidad de campo, es decir, extender la región del espacio en la que se obtiene una imagen aceptablemente nítida comparada con el plano más nítido de la misma.

Nuestros ojos lo agradecerán

Estas dos propiedades son muy importantes en muchas aplicaciones. En el campo de la Oftalmología, las lentes multifocales se usan para la corrección de la presbicia o vista cansada, y en su versión intraocular, se utilizan para reemplazar el cristalino en la cirugía de cataratas, un tipo de cirugía ocular muy frecuente hoy en día en España, donde se realizan alrededor de 120.000 operaciones anuales.

La transferencia tecnológica de estas investigaciones es de gran relevancia. Como indicó Monsoriu a SINC, “una empresa nacional dedicada a la fabricación de productos para la cirugía ocular ha mostrado ya interés para su explotación comercial, y ya hemos firmado un contrato de estudio de viabilidad”.

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JA Monsoriu, WD Furlan, G Saavedra, F Giménez. “Las lentes del diablo”, Optics Express; 15 (21): 13858-13864 Oct 2007