Nanotecnologia

Avanço óptico poderá facilitar advento dos biochips

Avanço óptico poderá facilitar advento dos biochips

Equipamentos que permitem a comunicação por fibras-ópticas estão instalados por todo o mundo. Mas os engenheiros sempre tiveram interesse em miniaturizá-los o suficiente para levar a comunicação óptica para dentro dos chips. Existem várias abordagens, mas esta não tem sido uma tarefa fácil.

Agora, pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia, conseguiram construir um componente - a partir de cristais fotônicos - pequeno e eficiente o bastante para mostrar que a equipe do Dr. Ali Adibi está no caminho certo. Enquanto os experimentos feitas até hoje resultem em componentes com vários centímetros, o novo dispositivo mede apenas 0,1 milímetro.

Desta forma, todo o equipamento de sensoriamento de sofisticados biosensores - como os destinados a detectar quantidades traço de compostos químicos ou substâncias presentes no sangue - poderão ser miniaturizados e integrados em um único chip.

O cristal fotônico é utilizado para demultiplexação de comprimentos de onda - um nome complicado para um princípio de funcionamento simples: quando se miniaturiza equipamentos de comunicação, os engenheiros têm que combinar vários comprimentos de onda de luz em um único feixe - assim diversas informações podem ser transmitidas simultaneamente, com grande economia de espaço. Esse processo chama-se multiplexação. Quando o sinal de luz chega ao seu destino, ele deve então ser demultiplexado, ou seja, dividido novamente nos diversos sinais individuais que o compõem.

Esses equipamentos de demultiplexação devem ter uma altíssima resolução, isto é, serem capazes de separar comprimentos de onda muito próximos entre si.

O novo demultiplexador que a equipe do Dr. Adibi construiu mede apenas 64 por 100 micrômetros. Eles conseguiram essa miniaturização graças a um processo de fabricação que conseguiu colocar os cristais fotônicos em uma estrutura altamente ordenada e muito compacta.

O novo demultiplexador de comprimentos de onda integra em uma única peça o efeito superprisma - que separa comprimentos de onda de forma mais precisa do que um prisma comum, - a difração negativa - que reverte a expansão do feixe de luz e foca-o de volta em seu tamanho original, - e a refração negativa - que filtra as freqüências desejáveis e as não desejáveis.

Essa integração resolve os problemas associados com a interferência entre múltiplos comprimentos de onda sem precisar juntar equipamentos acessórios ao sistema. E poderá ser a solução que faltava para a produção em larga escala de microlaboratórios em um único chip.

Bibliografia:

Compact wavelength demultiplexing using focusing negative index photonic crystal superprisms
Babak Momeni, Jiandong Huang, Mohammad Soltani, Murtaza Askari, Saeed Mohammadi, Mohammad Rakhshandehroo, Ali Adibi
Optics Express
Vol.: Vol. 14, Issue 6, pp. 2413-2422




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