Cientistas desenvolveram um método engenhoso para criar e controlar ondas de luz ultraconfinadas, um passo importante para a realização de circuitos ópticos minúsculos.
Este método funciona em duas etapas, como dar impulso a um baloiço. Primeiro, uma antena minúscula de ouro iluminada por luz cria uma onda de base num cristal especial (MoO3). Em seguida, essa onda atinge a borda afiada da camada de ouro, onde rebate e ganha um impulso extra de energia. Este "trampolim" permite-lhe transformar-se num tipo de onda ainda mais concentrada e poderosa, difícil de obter através dos métodos habituais numa única etapa.
Representação do efeito de pseudo-birrefringência. O processo em duas etapas permite criar e separar diferentes tipos de ondas luz-matéria num cristal fino.
Crédito: Na Chen, Hanchao Teng, e Hai Hu Graças a esta técnica, os investigadores obtiveram ondas de qualidade excecional, que podem propagar-se por longas distâncias sem perder energia. Este sucesso deve-se à eficácia do método e à utilização de um cristal suspenso no ar, o que reduz as perdas. Estes desempenhos mostram um grande potencial para as futuras tecnologias ópticas, em que a miniaturização e a eficiência são primordiais.
O ponto mais notável desta técnica é um fenómeno chamado pseudo-birrefringência. Na borda do ouro, os diferentes tipos de ondas luz-matéria são naturalmente separados e direcionados em direções diferentes, mantendo as suas propriedades. É como um desvio ferroviário, mas para a luz em escala nanométrica.
Esta capacidade de separar e direcionar ondas abre perspetivas concretas para circuitos ópticos ultracompactos. Poderá permitir, por exemplo, enviar vários fluxos de dados em paralelo no mesmo canal minúsculo. Outras aplicações são possíveis, como filtros ópticos inovadores ou sensores biológicos extremamente sensíveis integrados num chip.
Esta investigação, publicada na revista
Nature Photonics, oferece ferramentas para manipular a luz a uma escala ínfima. Insere-se na busca de componentes ópticos cada vez mais pequenos, necessários para o processamento rápido da informação e a deteção química de precisão. Este método abre horizontes para as comunicações e as tecnologias da informação do futuro.
Fonte: Nature Photonics