Metamaterial guia a luz por onde você queira - sem fibras ópticas

Redação do Site Inovação Tecnológica -  06/12/2016

Em vez de vias feitas de fibras ópticas, variações precisamente calculadas na espessura das estruturas que formam o metamaterial conduzem a luz exatamente por onde ela deve passar para chegar ao seu destino.[Imagem: Sophie Viaene]

Óptica transformacional

Depois de terem demonstrado a possibilidade de fazer microeletrônica sem semicondutores, telas passivas com cores totais e camuflagens sísmicas contra terremotos, os metamateriais estão fechando o ano com um dos avanços mais importantes no campo da óptica e da fotônica.

Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, desenvolveram um metamaterial capaz de manipular a luz de forma que ela siga qualquer caminho predeterminado ao longo de uma superfície.

É difícil imaginar todas as possibilidades de uso dessa ferramenta, mas processadores à base de luz estão nas primeiras posições da fila de beneficiados.

Com a ajuda da ferramenta matemática que a equipe desenvolveu é possível criar materiais artificiais que guiam a luz ao longo de caminhos determinados com virtualmente qualquer finalidade.

"Nós não temos que pensar sobre as limitações dos materiais naturais. Em vez disso, decidimos o que queremos fazer e, em seguida, projetamos uma guia de ondas de metamaterial que faz o trabalho. Esta é uma física maravilhosa, construída sobre a base da teoria geral da relatividade de Einstein," disse Sophie Viaene, principal autora do trabalho.

As nanoestruturas na superfície do material funcionam como rotas que a luz segue com precisão. [Imagem: Sophie Viaene et al. - 10.1103/PhysRevB.93.085429]

Manipulação da luz

Este aprimoramento da técnica de manipulação da luz tem um amplo campo de aplicação, principalmente no campo da transmissão de dados pelas redes de fibras ópticas. Por exemplo, ele pode ser usado em chips ópticos, para melhorar a confiabilidade da transmissão de dados na internet, ou para acelerar os roteadores responsáveis por fazer esses dados chegarem ao seu destino.

"Nosso método abre a caixa de ferramentas da óptica transformacional para uma infinidade de dispositivos baseados em guias de ondas," disse o professor Philippe Tassin.

Com novos melhoramentos, eles esperam que o novo metamaterial possa até mesmo melhorar a forma como a luz é gerada, e não apenas como ela é transmitida.

"Por exemplo, uma lâmpada LED está longe de ser perfeita quando se trata da eficiência energética. Os metamateriais poderão extrair a luz de forma mais eficiente - e talvez também possamos manipular a cor da luz," finalizou Tassin.

Bibliografia:

Transforming two-dimensional guided light using nonmagnetic metamaterial waveguides
Sophie Viaene, Vincent Ginis, Jan Danckaert, Philippe Tassin
Physical Review B
Vol.: 93, 085429
DOI: 10.1103/PhysRevB.93.085429