Metasuperfícies para imageamento e sensoriamento

• Processo: 20/00619-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2023
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Telecomunicações
• Pesquisador responsável: Emiliano Rezende Martins
• Beneficiário: Emiliano Rezende Martins
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Pesquisadores associados: Juntao Li ; Thomas Fraser-Krauss
• Auxílio(s) vinculado(s): 24/10696-7 - Workshop on Revolutionizing Drinking Water Safety in Developing Nations with AI-Driven Optics, AR.EXT
• Assunto(s): Fotônica Sensores Metasuperfícies Imageamento Sensoriamento
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fourier Optics | Lenses | Metasurfaces | Sensors | Fotonica

Resumo

Metasuperfícies são uma tecnologia emergente que permite a manipulação da luz através da sua interação com nano-ressoadores, também chamados de "meta-átomos". Um exemplo paradigmático de aplicação de metasuperfícies é a metalente. Nessa aplicação, os meta-átomos são projetados para impor um perfil de fase que "imita" o efeito de uma lente em um feixe de luz incidente. Consequentemente, é possível obter lentes planas com espessuras da ordem de nanômetros. Além disso, a facilidade em escolher o perfil de fase imposto levou à solução imediata de problemas clássicos em ótica geométrica, como a eliminação de aberrações esféricas. Uma outra importante área de aplicação de metasuperfícies é em sensoriamento, onde a forte interação da luz com os meta-átomos é utilizada como princípio de interrogação do ambiente próximo. Esse projeto de pesquisa se propõe a investigar novas arquiteturas de metasuperfícies para aplicação em imageamento e em sensoriamento. Em imageamento, o projeto irá investigar perfis de fase que tragam novas funcionalidades para as metalentes, com foco na relação entre resolução e campo de visão. Já em sensoriamento, o projeto irá explorar a relação entre sensitividade, fator de qualidade e resolução espacial, visando o desenvolvimento de novas arquiteturas fotônicas para otimização destes parâmetros. (AU)

Publicações científicas

(17)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

CONTEDUCA, DONATO; BARTH, ISABEL; PITRUZZELLO, GIAMPAOLO; REARDON, CHRISTOPHER P.; MARTINS, EMILIANO R.; KRAUSS, THOMAS F.. Dielectric nanohole array metasurface for high-resolution near-field sensing and imaging. NATURE COMMUNICATIONS, v. 12, n. 1, JUN 2 2021. (20/00619-4)

ZHANG, JIANCHAO; LIANG, HAOWEN; LONG, YONG; ZHOU, YONGLE; SUN, QIAN; WU, QINFEI; FU, XIAO; MARTINS, EMILIANO R.; KRAUSS, THOMAS F.; LI, JUNTAO; et al. Metalenses with Polarization-Insensitive Adaptive Nano-Antennas. LASER & PHOTONICS REVIEWS, v. 16, n. 9, p. 8-pg., 2022-07-21. (21/06121-0, 20/00619-4)

MARTINS, AUGUSTO; LI, JUNTAO; BORGES, BEN-HUR, V; KRAUSS, THOMAS F.; MARTINS, EMILIANO R.. Fundamental limits and design principles of doublet metalenses. NANOPHOTONICS, v. 11, n. 6, p. 8-pg., 2022-02-16. (18/25372-1, 20/00619-4, 21/06121-0, 15/21455-1, 13/07276-1)

CONTEDUCA, DONATO; ARRUDA, GUILHERME S.; BARTH, ISABEL; WANG, YUE; KRAUSS, THOMAS F.; MARTINS, EMILIANO R.. Beyond Q: The Importance of the Resonance Amplitude for Photonic Sensors. ACS PHOTONICS, v. 9, n. 5, p. 7-pg., 2022-05-18. (20/15940-2, 20/00619-4)

BARTH, ISABEL; CONTEDUCA, DONATO; DONG, PIN; WRAGG, JASMINE; SAHOO, PANKAJ K.; ARRUDA, GUILHERME S.; MARTINS, EMILIANO R.; KRAUSS, THOMAS F.. Phase noise matching in resonant metasurfaces for intrinsic sensing stability. OPTICA, v. 11, n. 3, p. 8-pg., 2024-03-20. (21/06121-0, 20/00619-4, 20/15940-2)

ARRUDA, GUILHERME S.; CONTEDUCA, DONATO; BARTH, ISABEL; WANG, YUE; KRAUSS, THOMAS F.; MARTINS, EMILIANO R.. Perturbation approach to improve the angular tolerance of high-Q resonances in metasurfaces. OPTICS LETTERS, v. 47, n. 23, p. 4-pg., 2022-12-01. (20/15940-2, 20/00619-4, 21/06121-0)

BARTH, ISABEL; DECKART, MANUEL; CONTEDUCA, DONATO; ARRUDA, GUILHERME S.; HAYRAN, ZEKI; PASKO, SERGEJ; KROTKUS, SIMONAS; HEUKEN, MICHAEL; MONTICONE, FRANCESCO; KRAUSS, THOMAS F.; et al. Lasing from a Large-Area 2D Material Enabled by a Dual-Resonance Metasurface. ACS NANO, v. 18, n. 20, p. 8-pg., 2024-05-06. (21/06121-0, 20/00619-4, 20/15940-2)

MARTINS, AUGUSTO; LI, KEZHENG; ARRUDA, GUILHERME S.; CONTEDUCA, DONATO; LIANG, HAOWEN; LI, JUNTAO; BORGES, BEN-HUR, V; KRAUSS, THOMAS F.; MARTINS, EMILIANO R.. Correction of Aberrations via Polarization in Single Layer Metalenses. ADVANCED OPTICAL MATERIALS, v. 10, n. 9, p. 6-pg., 2022-03-10. (18/25372-1, 21/06121-0, 20/15940-2, 15/21455-1, 13/07276-1, 20/00619-4)

LONG, YONG; ZHANG, JIANCHAO; LIU, ZHIHAO; FENG, WEIBIN; GUO, SONGMING; SUN, QIAN; WU, QINFEI; YU, XIANGYANG; ZHOU, JIANYING; MARTINS, EMILIANO R.; et al. Metalens-based stereoscopic microscope. PHOTONICS RESEARCH, v. 10, n. 6, p. 8-pg., 2022-06-01. (21/06121-0, 20/00619-4)

ARRUDA, GUILHERME S.; PEPINO, VINICIUS M.; BORGES, BEN-HUR V.; MARTINS, EMILIANO R.. Fourier Control of Air Modes in High-Q Metasurfaces. ADVANCED OPTICAL MATERIALS, v. N/A, p. 9-pg., 2023-09-29. (21/06121-0, 13/07276-1, 20/15940-2, 20/00619-4)

FENG, WEIBIN; ZHANG, JIANCHAO; WU, QINFEI; MARTINS, AUGUSTO; SUN, QIAN; LIU, ZHIHAO; LONG, YONG; MARTINS, EMILIANO R.; LI, JUNTAO; LIANG, HAOWEN. RGB Achromatic Metalens Doublet for Digital Imaging br. Nano Letters, v. 22, n. 10, p. 7-pg., 2022-05-25. (15/21455-1, 20/00619-4, 18/25372-1)

LI, KEZHENG; MARTINS, AUGUSTO; BOHORA, SANKET; DHAKAL, ASHIM; MARTINS, EMILIANO R.; KRAUSS, THOMAS F.. Hybrid Metalens for Miniaturised Ultraviolet Fluorescence Detection. ADVANCED OPTICAL MATERIALS, v. N/A, p. 7-pg., 2023-07-03. (20/00619-4, 21/06121-0)

ROCHA, MICHEL G.; MARTINS, EMILIANO R.. Routes for Light Management in Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells. IEEE Photonics Journal, v. 17, n. 5, p. 6-pg., 2025-10-01. (20/00619-4, 21/06121-0)

ZHANG, JIANCHAO; SUN, QIAN; WANG, ZHENGYANG; ZHANG, GUANGYONG; LIU, YIKUN; LIU, JIN; MARTINS, EMILIANO R.; KRAUSS, THOMAS F.; LIANG, HAOWEN; LI, JUNTAO; et al. A Fully Metaoptical Zoom Lens with a Wide Range. Nano Letters, v. 24, n. 16, p. 7-pg., 2024-04-03. (21/06121-0, 20/00619-4)

SUN, QIAN; LIANG, HAOWEN; ZHANG, JIANCHAO; FENG, WEIBIN; MARTINS, EMILIANO R.; KRAUSS, THOMAS F.; LI, JUNTAO. Highly Efficient Air-Mode Silicon Metasurfaces for Visible Light Operation Embedded in a Protective Silica Layer. ADVANCED OPTICAL MATERIALS, v. 9, n. 11, APR 2021. (20/00619-4)

MARTINS, AUGUSTO; ABASS, AIMI; BORGES, V, BEN-HUR; MARTINS, EMILIANO R.. Band shaping and emission control via waveguide plasmon polaritons. Physical Review B, v. 103, n. 20, MAY 19 2021. (15/21455-1, 20/00619-4, 13/07276-1)

MARTINS, AUGUSTO; LI, KEZHENG; LI, JUNTAO; LIANG, HAOWEN; CONTEDUCA, DONATO; BORGES, BEN-HUR V.; KRAUSS, THOMAS F.; MARTINS, EMILIANO R.. On Metalenses with Arbitrarily Wide Field of View. ACS PHOTONICS, v. 7, n. 8, p. 2073-2079, AUG 19 2020. (20/00619-4, 13/07276-1, 18/25372-1, 15/21455-1)