Nanotecnologia

Menor giroscópio do mundo é feito de luz

Menor giroscópio do mundo é feito de luz
A técnica usa um par de ondas de luz girando ao redor de um disco em nanoescala. [Imagem: Li Ge/City University of New York]

Giroscópio óptico

Físicos das universidades Cidade de Nova Iorque e Yale, ambas nos Estados Unidos, criaram o menor giroscópio do mundo usando luz.

A técnica usa um par de ondas de luz girando ao redor de um disco em nanoescala, uma no sentido horário, e outra no sentido anti-horário.

Já existem giroscópios ópticos no mercado, geralmente do tamanho de uma bola de futebol, porque o aparato necessário para medir a rotação das ondas de luz é grande - são necessários metros e metros de fibras ópticas enroladas para alcançar a sensibilidade necessária.

"Nós descobrimos um novo sistema de detecção que poderá viabilizar o menor giroscópio do mundo. Embora esses giroscópios ópticos não sejam uma novidade, nossa abordagem é notável tanto na sua dimensão super pequena, quanto na sua sensibilidade," disse Li Ge, um dos criadores da tecnologia.

Um giroscópio óptico microscópico poderá ser integrado nas placas de circuitos óptico ou optoeletrônico, reduzindo drasticamente o custo dos equipamentos em missões espaciais e permitindo a miniaturização de outros equipamentos de voo.

Efeito Sagnac

Os giroscópios tradicionais, que têm peças móveis, usam as leis do movimento de Newton para manter estabilidade e rotação. Já um giroscópio óptico baseia-se em um princípio conhecido como efeito Sagnac, que cria um padrão de interferência mensurável quando ondas de luz se dividem e depois se recombinam.

A miniaturização foi possível usando não fibras ópticas, mas uma cavidade óptica, nas quais o efeito Sagnac se manifesta na forma de uma sutil alteração de cor da luz. Em vez de medir a alteração de cor diretamente, o que exigiria um aparato igualmente grande, a equipe descobriu como medir o padrão de luz conforme ele sai da cavidade.

"Esta foi nossa inovação chave - descobrir um novo sinal com uma sensibilidade muito melhor à rotação," disse Ge. "Giroscópios ópticos otimizados para produzir e detectar este sinal poderão ter 10 micrômetros de diâmetro - menos do que a seção de um fio de cabelo humano."

De acordo com a equipe, agora será necessário levar em consideração a possibilidade da existência simultânea de várias rotas da luz dentro da cavidade. Esse efeito precisará ser eliminado para que a sensibilidade do giroscópio óptico seja mantida.

Bibliografia:

Rotation-induced evolution of far-field emission patterns of deformed microdisk cavities
Li Ge, Hui Cao, Raktim Sarma
Optica
Vol.: 2, 4, 323-328
DOI: 10.1364/OPTICA.2.000323




Outras notícias sobre:

    Mais Temas