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Laser torcido irá revolucionar telecomunicações e raios tratores

Laser torcido pode revolucionar telecomunicações e raios tratores
O laser torcido poderá ser usado na construção de raios tratores para uso em nanotecnologia ou no espaço.[Imagem: Marko Mandusic]

Laser com luz torcida

A luz torcida já foi utilizada para transmitir dados pelo ar sem perdas, mas suas promessas incluem alcançar velocidades na transmissão de dados na faixa dos terabits no ar e no espaço.

Conforme a técnica da luz torcida seja aprimorada, ela deverá ser útil nas comunicações ópticas via satélite, a exemplo de testes recentes com ondas de rádio torcidas, que já rivalizam com as fibras ópticas, mas em transmissões ao ar livre.

Agora, um novo impulso para a área veio com o primeiro "laser torcido" - um laser que emite um vórtice controlado de luz.

Explorando o uso de uma fase geométrica dentro dos lasers pela primeira vez, o trabalho abre o caminho para novos lasers não apenas para comunicações ópticas, mas também para uso na indústria e na medicina.

O feixe gerado tem a estrutura parecida com a de uma mola. Feixes desse tipo têm sido usados também na construção de raios tratores ópticos capazes de capturar micropartículas - e agora um único laser poderá criar esses feixes conforme a necessidade.

Momento angular orbital da luz

Gerar laser com uma rotação controlada é algo conhecido há algum tempo. Contudo, até agora era impossível dizer se o laser estava girando no sentido horário ou no sentido anti-horário, o que na prática impedia o uso do momento angular orbital da luz.

"Nossa inovação foi perceber que, usando fases ópticas geométricas ajustadas para mapear a polarização em momento angular orbital, o laser poderia ser projetado para saber a diferença entre a luz [girando no sentido] horário e anti-horário," explicou o professor Andrew Forbes, da Universidade de Witwatersrand, na África do Sul, que liderou a equipe internacional que produziu o laser torcido.

O controle foi obtido simplesmente rotacionando um único elemento óptico dentro do laser, sem qualquer necessidade de realinhamento.

O momento angular orbital da luz funciona como um grau de liberdade adicional. Como ele é teoricamente ilimitado, poder controlá-lo permite codificar uma quantidade virtualmente ilimitada de dados em um único feixe de luz.

Bibliografia:

Controlled generation of higher-order Poincaré sphere beams from a laser
Darryl Naidoo, Filippus S. Roux, Angela Dudley, Igor Litvin, Bruno Piccirillo, Lorenzo Marrucci, Andrew Forbes
Nature Photonics
DOI: 10.1038/nphoton.2016.37
http://arxiv.org/abs/1505.02256




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