Luz agora pode ser confinada em um espaço 3D

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/12/2020

a) Guia de ondas em espiral 3D. (b) Guia de ondas tipo ponte aérea suspensa; o detalhe mostra as seções de acoplamento de entrada e saída. Embaixo, diagrama da saída do guia de ondas.
[Imagem: SUTD]

Processadores de luz

Se você se impressionou com o fato de a luz poder ser armazenada e transportada, vai gostar de saber também que agora a luz pode ser armazenada em um espaço 3D.

Esta é mais uma vitória da fotônica e uma etapa importante rumo à construção de circuitos integrados fotônicos, que funcionam com luz em vez de eletricidade, que prometem aumentar muito a velocidade da computação e da transmissão de dados.

Até agora, os chamados "processadores de luz" têm usado guias de onda, que são estruturas planas que guiam a luz sobre a superfície de um chip.

Mas Hongwei Gao e colegas da Universidade de Tecnologia e Projetos de Cingapura deram-se conta de que a restrição à movimentação bidimensional da luz era muito mais uma limitação do processo de fabricação tradicional do que das possibilidades das tecnologias atuais de lidar com a luz.

Pelo processo tradicional, conhecido como "de cima para baixo", as pastilhas de silício e outros semicondutores são escavadas até atingirem o padrão desejado. Mas já existem técnicas que permitem fabricar as coisas "de baixo para cima", como a litografia de multifótons, em que as partículas de luz vão polimerizando um material ponto por ponto, criando objetos tridimensionais.

Gao então usou esta técnica para criar guias de onda 3D, rompendo com a limitação do confinamento da luz em um único plano.

"É importante ressaltar que a qualidade 3D desses guias de onda nos permite ultrapassar as limitações das estruturas planas tradicionais. Dessa forma, é possível obter circuitos integrados fotônicos de densidade muito mais alta. Os tamanhos de funcionalidades submicrométricas de alta resolução também são promissores, especialmente para atingir funções avançadas, como filtragem espectral, estruturas de ressonador e metassuperfícies," disse Gao.

Segundo ele, a capacidade de fabricar estruturas fotônicas 3D de alta resolução pode criar ainda mais avanços na forma e na função da fotônica, incluindo processamento de sinal óptico avançado, técnicas de imagem e sistemas espectroscópicos.

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