Antilaser agora no absorve nem amplifica a luz: Ele a redireciona

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 31/01/2023

Anti-laser

Partindo de um inovador “anti-laser“, pesquisadores desenvolveram um sistema capaz de direcionar a luz e outras ondas eletromagnticas sem qualquer reflexo de sinal.

Como o aparato “limpa” o sinal, tornando-o puro para processamento, essa inovao promete alavancar uma srie de tecnologias, das redes de comunicao sem fios a todo o campo da fotnica e demais tecnologias da luz.

H cerca de 10 anos, a equipe do professor Douglas Stone, da Universidade de Yale, nos EUA, criou um anti-laser, ou absorvedor coerente perfeito: Em vez de emitir um feixe como um laser, um anti-laser absorve a luz de entrada com a mesma preciso.

Em uma lmpada incandescente comum, os tomos irradiam independentemente e criam luz de muitos comprimentos de onda diferentes, o que resulta em luz seguindo em todas as direes. Nos lasers, os tomos irradiam na mesma frequncia e na mesma direo, criando um feixe concentrado de um nico comprimento de onda – oque se chama de “luz coerente”. Alm disso, um meio de ganho amplifica essa luz, tornando-a muito mais forte e concentrada.

A diferena do anti-laser que, em vez de usar um material amplificador de luz, ele usa um material que absorve a luz, ou seja, um “meio de perda”. Em sua verso mais simples, o anti-laser divide um nico feixe de laser em dois e direciona os dois feixes um para o outro, que se encontram em uma pastilha de silcio da espessura de uma folha de papel. As ondas de luz so sintonizadas com preciso para se interligarem e ficarem presas. Elas ento se dissipam em calor, criando uma armadilha perfeita, que aprisiona a luz.

Ou seja, o raio anti-laser captura a luz para produzir escurido – voc pode at pensar nele como um raio laser capaz de disparar pulsos escuros.

Meta-tomos e metassuperfcie

A mesma equipe que trouxe o anti-laser da teoria para a prtica agora usou-o para construir um dispositivo capaz de realizar um processo que eles chamam de “modos de disperso sem reflexo”.

“Ns nos perguntamos se existiria algum princpio como este, em que podemos guiar a luz, em vez de transform-la em outra forma de energia,” contextualizou Stone. “Porque, com as fibras pticas e os circuitos fotnicos modernos, guiar a luz e no ter nada refletido extremamente valioso.”

Toda a mgica acontece em uma metassuperfcie programvel, uma matriz ultrafina formada por elementos denominados “meta-tomos“, cujas propriedades de disperso podem ser reconfiguradas individualmente – o prottipo tem 304 desses meta-tomos.

Deu certo, e eles adaptaram seu anti-laser para, ao invs de absorver as ondas eletromagnticas, redirecion-las para canais especficos. “Em vez de ter tudo transduzido, tudo pode ir para nossos canais de sada escolhidos ou parte dele pode ser absorvido e o restante ir para os canais de sada,” explicou Stone.

Como a prova de princpio funcionou, agora a equipe se dedicar a aumentar a eficincia do dispositivo. Para isso, e de modo um tanto curioso, eles tero que fazer justamente o contrrio do que almejavam quando construram o anti-laser: Eliminar totalmente a propriedade de absoro da luz.

Tornando-se eficiente e prtico, o dispositivo eliminador de reflexes de sinal ter amplas aplicaes. Por exemplo, as reflexes sempre foram um problema para os roteadores de sinal, um ingrediente essencial das modernas redes nanofotnicas e de radiofrequncia. Alm de causar uma perda na potncia do sinal, essas reflexes podem causar ecos na rede que causam perda total dos pacotes transmitidos. O novo dispositivo poder eliminar essas reflexes.

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