El dispositivo, un cuadrado que mide solo 0.04 pulgadas por 0.05 pulgadas (1 por 1.2 milímetros), tiene el potencial de cambiar su "apertura" entre gran angular, ojo de pez y zoom instantáneamente. Y debido a que el dispositivo es tan delgado, de unas pocas micras de grosor, podría incrustarse en cualquier lugar. (En comparación, el ancho promedio de un cabello humano es de aproximadamente 100 micras).
"Toda la parte trasera de su teléfono podría ser una cámara", dijo Ali Hajimiri, profesor de ingeniería eléctrica e ingeniería médica en el Instituto de Tecnología de California (Caltech) y el investigador principal del trabajo de investigación, al describir la nueva cámara.
Podría estar incrustado en un reloj o en un par de anteojos o en tela, dijo Hajimiri a Live Science. Incluso podría diseñarse para lanzarse al espacio como un paquete pequeño y luego desplegarse en hojas muy grandes y delgadas que crean imágenes del universo con resoluciones nunca antes posibles, agregó.
"No hay un límite fundamental sobre cuánto podría aumentar la resolución", dijo Hajimiri. "Podrías hacer gigapíxeles si quisieras". (Una imagen de gigapíxeles tiene mil millones de píxeles, o 1,000 veces más que una imagen de una cámara digital de 1 megapíxel).
Hajimiri y sus colegas presentaron su innovación, llamada matriz óptica en fase, en la Conferencia de la Sociedad Óptica (OSA) sobre láseres y electro-óptica, que se celebró en marzo. La investigación también se publicó en línea en el resumen técnico de OSA.
El dispositivo de prueba de concepto es una lámina plana con una matriz de 64 receptores de luz que pueden considerarse pequeñas antenas sintonizadas para recibir ondas de luz, dijo Hajimiri. Cada receptor en la matriz es controlado individualmente por un programa de computadora.
En fracciones de segundo, los receptores de luz se pueden manipular para crear una imagen de un objeto en el extremo derecho de la vista o en el extremo izquierdo o en cualquier punto intermedio. Y esto se puede hacer sin apuntar el dispositivo a los objetos, lo que sería necesario con una cámara.
"La belleza de esto es que creamos imágenes sin ningún movimiento mecánico", dijo.
Hajimiri llamó a esta característica una "apertura sintética". Para probar qué tan bien funcionó, los investigadores colocaron la matriz delgada sobre un chip de computadora de silicio. En experimentos, la apertura sintética recogió ondas de luz, y luego otros componentes en el chip convirtieron las ondas de luz en señales eléctricas que se enviaron a un sensor.
La imagen resultante parece un tablero de ajedrez con cuadrados iluminados, pero esta imagen básica de baja resolución es solo el primer paso, dijo Hajimiri. La capacidad del dispositivo para manipular las ondas de luz entrantes es tan precisa y rápida que, en teoría, podría capturar cientos de diferentes tipos de imágenes en cualquier tipo de luz, incluida la infrarroja, en cuestión de segundos, dijo.
"Puedes hacer una cámara extremadamente potente y grande", dijo Hajimiri.
Lograr una vista de alta potencia con una cámara convencional requiere que la lente sea muy grande, de modo que pueda recoger suficiente luz. Es por eso que los fotógrafos profesionales al margen de los eventos deportivos manejan enormes lentes de cámara.
Pero las lentes más grandes requieren más vidrio, y eso puede introducir defectos de luz y color en la imagen. La matriz óptica en fase de los investigadores no tiene ese problema, ni ningún volumen agregado, dijo Hajimiri.
Para la siguiente etapa de su investigación, Hajimiri y sus colegas están trabajando para hacer que el dispositivo sea más grande, con más receptores de luz en la matriz.
"Básicamente, no hay límite sobre cuánto podría aumentar la resolución", dijo. "Es solo una cuestión de qué tan grande puede hacer la matriz en fases".
