Poucos sabem o que é uma “amplificação da luz por emissão estimulada de radiação”. Paralelamente, a palavra laser já é comum em nosso vocabulário e é, justamente, uma sigla inglesa, que significa Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, traduzida na primeira sentença deste parágrafo.
De uma maneira mais compreensível, um laser é um dispositivo que produz uma radiação eletromagnética, com um comprimento de onda muito bem definido e que se propaga de forma paralela. Os mais comuns podem ser definidos como amplificadores de luz e conjuntos de espelhos, que trazem a luz ampliada de um lado para o outro, num processo contínuo de feedback. Se esse retorno for eficiente, um feixe de luz será formado espontaneamente.
Um estudo, iniciado em 2005 e retomado em 2009 – depois de dois anos parado -, envolvendo pesquisadores alemães, conseguiu produzir uma grande reflexão, utilizando-se de um gás de rubídio (elemento químico) aprisionado, e periodicamente estruturado por uma onda estacionária de luz. O gás, ao mesmo tempo, serviu de amplificador óptico (que veio a ser chamado “Optical Parametric Amplifier”- OPA) e criou um novo tipo de laser, formado, fundamentalmente, por gás e luz, mas sem espelhos – uma novidade no mundo científico-acadêmico.
A pesquisa, uma colaboração entre o docente do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Philippe Wilhelm Courteille, e pesquisadores da Universität Tübingen (Alemanha), rendeu a publicação de um paper* na notória revista científica Nature Photonics. “O objetivo inicial foi melhorar a reflexão de um gás rubídio, aprisionado em uma rede óptica, formando, dessa maneira, um cristal fotônico”, explica Philippe.
Traduzindo para uma linguagem mais simples, em ondas “estacionadas”, geradas durante o feedback – citado no 2º parágrafo dessa matéria -, é possível aprisionar átomos, colocá-los de maneira estruturada no feixe de luz e possibilitar o fenômeno de reflexão. “Isso gera um meio para organizar a matéria e esse meio tem propriedades interessantes. A luz pode ser refletida como se fosse um espelho. Essa é a novidade”, explica Courteille.
A partir da experiência acima, Philippe fala de projeções: o espelho, formado pela luz refletida, pode ser interessante para o desenvolvimento de lasers em regime de frequência ultravioleta que, diferente dos lasers comuns, não é composto por espelhos convencionais. “No regime ultravioleta, é muito difícil de trabalhar com espelhos convencionais, mas, com a presença de redes ópticas, pode haver reflexão, fazendo surgir um laser“.
Cristais fotônicos e uma nova forma de transportar informações
As conhecidas redes ópticas – as mais modernas redes de telecomunicação, que possibilitam o funcionamento da internet -, têm muito em comum com cristais fotônicos. Mas, em comparação aos cristais, redes ópticas têm a vantagem de uma periodicidade intrinsecamente perfeita e podem ser manipuladas in vivo.
Os cristais fotônicos (nanoestruturas ópticas), geralmente, são feitos de materiais dielétricos sólidos (materiais isolantes, que não permitem a passagem de corrente elétrica). Estes materiais, por sua vez, são capazes de moldar o fluxo da luz de maneira determinada, e de localizar radiação, isto é, armazenar fótons.
Philippe faz uma importante ressalva: “Precisamos entender melhor essa novidade e melhorar as propriedades, pois ainda não temos o entendimento completo sobre elas”.
Embora, no presente momento, sua pesquisa esteja com forte viés acadêmico, com a publicação do paper na Nature, muitos interessados começarão a se manifestar e, com isso, as chances de aplicação são aceleradas, especialmente no aspecto temporal. “Com a publicação deste paper, várias pessoas, talvez, verão nisso um sistema muito interessante, e começarão a trabalhar nessa nova direção”, conclui o docente.
*O paper, citado na matéria, foi publicado na revista Nature Photonics, edição de 18 de dezembro de 2011. Para acessá-lo, na íntegra, clique aqui.
Assessoria de Comunicação
