As nanoantenas plasmônicas são minúsculas, só podendo ser vistas por microscópio eletrônico. [Imagem: Birck Nanotechnology Center/Purdue University]
Novas leis da óptica
Há menos de dois meses, um grupo de cientistas de Harvard descobriu uma técnica bizarra para alterar as leis da óptica.
Aquele trabalho modificou a chamada lei de Snell, uma fórmula que tentava descrever como a luz se reflete e refrata - como ela se curva - ao passar de um material para outro.
As ondas de luz têm picos e vales, como as ondas se propagando sobre a água. Esses picos e vales são definidos por uma propriedade conhecida como fase.
Até o trabalho do grupo de Harvard, considerava-se que a luz não poderia sofrer mudanças abruptas de fase ao passar de um material para outro.
Contudo, demonstrou-se que isso podia ser feito por meio de uma interface artificial, projetada e construída para lidar apropriadamente com as ondas de luz.
Matriz de antenas
Agora, Vladimir Shalaev e seus colegas da Universidade Purdue, nos Estados Unidos, tiraram proveito daquela descoberta e criaram uma forma aprimorada para controlar a mudança de fase da luz conforme ela passa de um material para outro.
"Ao mudar abruptamente a fase, nós podemos modificar dramaticamente a forma como a luz se propaga, e isso abre a possibilidade de muitas aplicações práticas," diz o Dr. Shalaev.
Entre essas possíveis aplicações práticas estão inovações no campo da óptica, como microscópios mais poderosos, telecomunicações e computadores ópticos.
Enquanto os pesquisadores de Harvard haviam usado nanoantenas para manipular a luz, o grupo de Shalaev usou as nanoantenas como componente de uma estrutura maior, um metamaterial.
A matriz de nanoantenas manipula a luz com comprimento de onda entre 1 e 1,9 micrômetro, o que inclui toda a faixa usada em transmissão de dados por fibra óptica.
"O infravermelho próximo, especificamente o comprimento de onda de 1,5 micrômetro, é essencial para telecomunicações," diz Shalaev. "A informação é transmitida através das fibras ópticas usando esse comprimento de onda, o que torna essa inovação de interesse prático para avanços em telecomunicações."
Amplo espectro
A matriz de nanoantenas também demonstrou que a descoberta da equipe de Harvard não era uma mera curiosidade, restrita a um determinado comprimento de onda.
Na verdade, o efeito parece atingir uma enorme largura de banda.
Isto é ainda mais interessante do ponto de vista tecnológico, abrindo a possibilidade de usar as nanoantenas para dirigir e dar forma a feixes de laser e usar a luz para processar informações no interior de nanocircuitos, apenas para citar algumas possibilidades.
Nanoantenas plasmônicas
As nanoantenas são estruturas em formato de V, feitas de ouro, e montadas sobre uma pastilha de silício.
Essencialmente o conjunto forma um metamaterial, uma estrutura artificial capaz de lidar com a luz de formas inusitadas.
Este tipo específico de metamaterial pertence à classe das chamadas estruturas plasmônicas, que conduzem nuvens de elétrons pela superfície de metais, os chamados plásmons de superfície.
Há menos de dois meses, um grupo de cientistas de Harvard descobriu uma técnica bizarra para alterar as leis da óptica.
Aquele trabalho modificou a chamada lei de Snell, uma fórmula que tentava descrever como a luz se reflete e refrata - como ela se curva - ao passar de um material para outro.
As ondas de luz têm picos e vales, como as ondas se propagando sobre a água. Esses picos e vales são definidos por uma propriedade conhecida como fase.
Até o trabalho do grupo de Harvard, considerava-se que a luz não poderia sofrer mudanças abruptas de fase ao passar de um material para outro.
Contudo, demonstrou-se que isso podia ser feito por meio de uma interface artificial, projetada e construída para lidar apropriadamente com as ondas de luz.
Matriz de antenas
Agora, Vladimir Shalaev e seus colegas da Universidade Purdue, nos Estados Unidos, tiraram proveito daquela descoberta e criaram uma forma aprimorada para controlar a mudança de fase da luz conforme ela passa de um material para outro.
"Ao mudar abruptamente a fase, nós podemos modificar dramaticamente a forma como a luz se propaga, e isso abre a possibilidade de muitas aplicações práticas," diz o Dr. Shalaev.
Entre essas possíveis aplicações práticas estão inovações no campo da óptica, como microscópios mais poderosos, telecomunicações e computadores ópticos.
Enquanto os pesquisadores de Harvard haviam usado nanoantenas para manipular a luz, o grupo de Shalaev usou as nanoantenas como componente de uma estrutura maior, um metamaterial.
A matriz de nanoantenas manipula a luz com comprimento de onda entre 1 e 1,9 micrômetro, o que inclui toda a faixa usada em transmissão de dados por fibra óptica.
"O infravermelho próximo, especificamente o comprimento de onda de 1,5 micrômetro, é essencial para telecomunicações," diz Shalaev. "A informação é transmitida através das fibras ópticas usando esse comprimento de onda, o que torna essa inovação de interesse prático para avanços em telecomunicações."
Amplo espectro
A matriz de nanoantenas também demonstrou que a descoberta da equipe de Harvard não era uma mera curiosidade, restrita a um determinado comprimento de onda.
Na verdade, o efeito parece atingir uma enorme largura de banda.
Isto é ainda mais interessante do ponto de vista tecnológico, abrindo a possibilidade de usar as nanoantenas para dirigir e dar forma a feixes de laser e usar a luz para processar informações no interior de nanocircuitos, apenas para citar algumas possibilidades.
Nanoantenas plasmônicas
As nanoantenas são estruturas em formato de V, feitas de ouro, e montadas sobre uma pastilha de silício.
Essencialmente o conjunto forma um metamaterial, uma estrutura artificial capaz de lidar com a luz de formas inusitadas.
Este tipo específico de metamaterial pertence à classe das chamadas estruturas plasmônicas, que conduzem nuvens de elétrons pela superfície de metais, os chamados plásmons de superfície.
Nenhum comentário:
Postar um comentário