Criada fibra óptica com cristal semicondutor

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/02/2011

É a primeira fibra com o interior feito com seleneto de zinco, um composto semicondutor, que é inserido no interior de capilares do vidro.
[Imagem: PSU]

Um grupo de cientistas dos Estados Unidos anunciou o desenvolvimento de uma nova classe de fibra óptica.

Trata-se da primeira fibra com o interior feito com seleneto de zinco, um composto amarelo claro com propriedades semicondutoras.

A nova classe de fibra óptica que permite, segundo os autores, a manipulação mais eficiente da luz e poderá ser usada no desenvolvimento de tecnologias de laser mais versáteis para uso em medicina ou como sensores ambientais e químicos.

Núcleo semicondutor

John Badding, da Universidade da Pensilvânia, coordenador da pesquisa, explicou que a tecnologia de fibra óptica tem sido limitada pela utilização de um núcleo vítreo.

"O vidro tem um arranjo desordenado de átomos. Já uma substância cristalina, como o seleneto de zinco, é altamente ordenada. Essa ordem permite a transmissão de luz com comprimentos de onda mais longos, especificamente na região do infravermelho médio," disse ele.

Ao contrário de vidro de sílica, que é tradicionalmente utilizado na construção de fibras ópticas, o seleneto de zinco é um composto semicondutor.

Sabemos há muito tempo que o seleneto de zinco é um composto útil, capaz de manipular a luz de uma forma que a sílica não consegue,", disse Badding. "O desafio era colocar este composto em uma estrutura de fibra, algo que nunca havia sido feito antes."

Usando uma técnica de deposição química sob alta pressão, desenvolvida por Justin Sparks, coautor da pesquisa, os cientistas depositaram núcleos de seleneto de zinco no interior de capilaridades do vidro, criando esta nova classe de fibras ópticas.

Laser infravermelho

A nova fibra óptica demonstrou duas vantagens importantes.

Primeiramente, os pesquisadores descobriram que a nova fibra é mais versátil não apenas no espectro visível, mas também no infravermelho - a radiação eletromagnética com comprimentos de onda acima da luz visível.

A tecnologia atual de fibras ópticas é ineficiente na transmissão da luz infravermelha.

A quebra dessa barreira abre caminho para o uso das fibras ópticas na construção de lasers infravermelhos, potencialmente encontrando usos na área médica, em cirurgias, por exemplo.

Em segundo lugar, ela é mais eficiente na conversão de luz de uma cor para outra.

"Quando as fibras ópticas tradicionais são usadas em sinalização, exposições e em arte, nem sempre é possível obter as cores que você quer. O seleneto de zinco, por meio de um processo chamado de conversão de frequência não linear, tem maior capacidade de alterar as cores", disse Badding.

Detecção de poluentes

Os pesquisadores destacam ainda que a tecnologia poderá se mostrar útil na fabricação de novos detectores de poluentes e de toxinas.

"Moléculas diferentes absorvem luz de diferentes comprimentos de onda. Por exemplo, a água absorve, ou pára, a luz com comprimento de onda de 2,6 micrômetros," disse Badding.

"Mas as moléculas de certos poluentes ou outras substâncias tóxicas podem absorver a luz de comprimentos de onda muito maiores. Se pudermos transportar luz de comprimentos de onda mais longos através da atmosfera, poderemos ver quais substâncias estão lá com muito mais clareza," concluiu.

Badding foi um dos líderes da pesquisa que resultou na construção de componentes eletrônicos no interior de uma fibra óptica.

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