Nanotecnologia

Holograma com ranhuras cria estado exótico da luz

Holograma com ranhuras cria estado inusitado da luz
O componente holográfico terá aplicações em raios tratores, pinças ópticas e no armazenamento óptico de dados.[Imagem: Federico Capasso Lab/Harvard]

Manipulação da luz

Cientistas usaram um holograma para obter um controle inusitado sobre a luz.

Um único dispositivo - um holograma com ranhuras - pode alterar a intensidade, a fase e a polarização dos raios de luz.

A fase descreve como duas ondas interferem entre si, reforçando-se ou cancelando-se, dependendo da forma como as cristas e os vales se sobrepõem; a polarização descreve a direção das vibrações da luz, e a intensidade é o brilho.

Além das possibilidades de manipulação, os pesquisadores demonstraram que seu aparelho é capaz de criar um estado incomum da luz, chamado feixe radialmente polarizado.

Como esse feixe pode ser focado muito estreitamente, ele é importante para aplicações como a litografia de alta resolução, usada na fabricação de processadores de computador, e para a captura e manipulação de partículas minúsculas, criando as pinças ópticas e os raios tratores.

Este é o primeiro dispositivo a ser capaz de controlar estas três importantes propriedades da luz de uma só vez - hoje isso requer complicados aparatos com múltiplas lentes e espelhos.

Hologramas

Os hologramas usados pelos pesquisadores são aquelas imagens usadas na segurança de cartões de crédito e passaportes, mas que também estão sendo usados como hologramas digitais, novos métodos de armazenamento de dados com potencial para substituir os sistemas atuais de armazenamento magnético.

A novidade é que a incorporação das nanoestruturas nos hologramas nanoestruturados permite converter a luz laser convencional, polarizada circularmente, em feixes radialmente polarizados - feixes com um anel de luz muito intenso, com uma mancha escura no centro.

"Nós usamos a holografia de uma maneira totalmente nova, incorporando nanotecnologia de ponta na forma de estruturas menores do que o comprimento de onda em uma escala de apenas algumas dezenas de nanômetros," disse Patrice Genevet, na Universidade de Harvard.

Esses feixes permitem criar verdadeiros túneis de luz, por onde partículas podem ser movidas.

"Agora, você pode controlar tudo o que você precisa com uma única interface," diz Genevet, ressaltando que o efeito de polarização da nova interface só pode ser obtido hoje por uma cascata de vários elementos ópticos diferentes. "Estamos obtendo uma grande vantagem em termos de economia de espaço."

Bibliografia:

Nanostructured Holograms for Broadband Manipulation of Vector Beams
Jiao Lin, Patrice Genevet, Mikhail A. Kats, Nicholas Antoniou, Federico Capasso
Nano Letters
Vol.: Articles ASAP
DOI: 10.1021/nl402039y




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