Nanotecnologia

Luz torcida miniaturizada já cabe dentro dos chips

Luz torcida miniaturizada já cabe dentro dos chips
O microanel faz a luz girar num sentido único, produzindo um vórtice - esta é a luz torcida. [Imagem: DEE/Universidade de Buffalo]

Luz torcida

A tecnologia de "luz torcida" foi miniaturizada a ponto de se tornar compatível com as dimensões dos componentes usados nos chips de computador.

Torcer a luz significa dar-lhe um novo grau de liberdade, tornando possível inserir muito mais informações em cada feixe que trafega pelas fibras ópticas, por exemplo.

Na prática, o feixe de luz é posto para girar, assumindo a forma de um parafuso. O nome técnico desse grau de liberdade adicional é momento angular orbital. Como não há um limite para o número de "giros" de cada fóton, teoricamente um feixe de luz pode transportar uma quantidade enorme de dados.

Embora já se soubesse que um laser torcido poderá revolucionar as telecomunicações e os raios tratores, os aparatos para torcer a luz eram grandes e volumosos, incompatíveis com as mais recentes tecnologias da fotônica.

Pei Miao e seus colegas da Universidade de Buffalo, nos EUA, desenvolveram agora uma técnica para gerar esses feixes de luz em hélice em dimensões microscópicas.

Vórtices de luz

O laser torcido é gerado em um microanel ressonador, uma estrutura já bem conhecida, utilizada em diodos ópticos, redes wireless a laser, microaceleradores de partículas e em experimentos de plasmônica, entre muitos outros experimentos.

O microanel altera a luz do laser, dando-lhe um ângulo de projeção e fazendo-a circular ao redor da estrutura. Ocorre que a luz não escolhe sentido, viajando em sentido horário e anti-horário, fazendo com que as ondas se anulem mutuamente.

Para superar esse obstáculo e gerar um feixe unidirecional de luz dentro do microanel, Miao adicionou camadas alternadas de germânio e germânio com cério. Estrategicamente colocadas, essas camadas fazem a luz convergir para um único ponto e viajar para um lado só, gerando o "redemoinho" de luz.

Pelos cálculos da equipe, codificando informação em diferentes voltas do vórtice será possível transportar 10 vezes ou mais a quantidade de informação transmitida pelos lasers convencionais, que se movem linearmente.

Bibliografia:

Orbital angular momentum microlaser
Pei Miao, Zhifeng Zhang, Jingbo Sun, Wiktor Walasik, Stefano Longhi, Natalia M. Litchinitser, Liang Feng
Science
Vol.: 353 Issue 6298 - 464-467
DOI: 10.1126/science.aaf8533




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