Amplificador óptico intensifica a luz em 100 vezes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/04/2026

Imagem aproximada do amplificador óptico na dimensão de um chip. Um feixe de laser vermelho emite luz de uma fibra óptica à esquerda para auxiliar no alinhamento da fibra com o chip.
[Imagem: Jim Gensheimer/Stanford University]

Amplificador óptico

Não é só iluminação: A luz já desempenha um papel fundamental em todos os aspectos da tecnologia da informação, dos cabos de fibra óptica que veiculam os dados da internet até os televisores e satélites e, mais recentemente, nos primeiros protótipos de processadores ópticos.

E, de modo semelhante ao que acontece com os amplificadores de som, também precisamos de amplificadores ópticos, dispositivos que recebem um sinal de luz e o intensificam, para que ele possa alcançar distâncias maiores. Acontece que os amplificadores ópticos de pequeno porte atuais precisam de muita energia para funcionar.

Esse problema acaba de ser resolvido usando um método que essencialmente recicla a energia utilizada para alimentar o próprio amplificador.

O dispositivo alcança uma amplificação - o aumento da intensidade do sinal luminoso - de cerca de 100 vezes, e faz isso usando apenas algumas centenas de miliwatts de energia, uma fração do que é normalmente necessário para os amplificadores ópticos existentes de tamanho semelhante. Essa eficiência, aliada ao seu tamanho reduzido, permite que o amplificador seja alimentado por bateria e utilizado em notebooks e celulares.

"Demonstramos, pela primeira vez, um amplificador óptico verdadeiramente versátil e de baixo consumo de energia, capaz de operar em todo o espectro óptico e com eficiência suficiente para ser integrado em um chip. Isso significa que agora podemos construir sistemas ópticos muito mais complexos do que era possível antes," disse Amir Safavi-Naeini, da Universidade de Stanford, nos EUA.

A luz fica circulando em uma "pista de corrida", ganhando energia continuamente do feixe de bombeamento.
[Imagem: Devin J. Dean et al. - 10.1038/s41586-025-09959-z]

Injetando energia na luz

Em essência, o novo amplificador óptico é alimentado pela energia armazenada em um feixe de luz que desempenha um papel conhecido como feixe de bombeamento. O desempenho do amplificador depende da intensidade desse feixe de luz.

"Ao reciclar a energia da bomba [óptica] que alimenta este amplificador, nós o tornamos mais eficiente, sem comprometer suas outras propriedades," detalhou o professor Devin Dean.

Isso foi possível utilizando um projeto ressonante, já usado por lasers. Esse truque de reciclagem de energia consiste em refletir a luz sobre si mesma, aumentando sua intensidade, como acontece quando a luz comum de entrada fica presa entre dois espelhos, amplificando-se e saindo na forma de um laser.

Neste novo projeto de amplificador, a luz de bombeamento é gerada dentro de um ressonador, o que significa que ela se move em um circuito circular parecido com uma pista de corrida, aumentando sua intensidade gradativamente e, portanto, sendo amplificado. O projeto proporciona maior intensidade de saída com menor potência de entrada, tornando-o mais eficiente.

Devido ao seu tamanho reduzido e menor consumo de energia, o amplificador óptico poderá ser alimentado por baterias, tornando-se prático para dispositivos tão pequenos quanto um celular. "Quando isso é possível, as possibilidades se tornam realmente vastas, pois, por serem tão pequenos, eles podem ser produzidos em massa. Eles poderiam ser usados potencialmente para comunicação de dados, biossensores, criação de novas fontes de luz ou uma infinidade de outras aplicações," concluiu Dean.

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