Agulha de luz: Energia concentrada para laser, radar e muito mais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/06/2017

A frente de onda "se encolhe", concentrando-se como se fosse uma agulha.
[Imagem: Parker/Alonso - 10.1364/OE.24.028669]

Pulso em forma de agulha

Nitidez sem precedentes para imagens de ultra-som e radar, furos precisos em materiais fabricados em escala nanométrica e a possibilidade de criar novas propriedades na superfície dos materiais.

Estas são apenas algumas das possíveis aplicações para um novo padrão de feixe de luz criado por Miguel Alonso e Kevin Parker, da Universidade de Rochester, nos EUA.

A técnica faz com que a onda colapse para dentro, formando - durante um nanossegundo ou menos - um feixe incrivelmente fino e intenso, antes que a onda se expanda novamente. E não precisa ser apenas luz.

"Toda a energia se concentra no tempo e no espaço, de forma que ela se junta, como um crescendo," descreve Parker. "Pode ser feito com uma onda de luz na faixa do visível, com ultra-som, radar, sonar - vai funcionar para todas elas".

Por conta dessa concentração de energia, a dupla batizou o padrão de luz de "pulso agulha".

Pulso agulha

A maioria dos padrões de feixes mantém uma forma persistente, enquanto sua fonte original se mantiver funcionando. A manipulação do feixe em tempo de voo, criando o feixe agulha, além de uma intensidade e uma concentração sem precedentes, dá muita flexibilidade ao uso da técnica, já que ela independe da fonte das ondas.

"O feixe de pulsos agulha é muito localizado, sem extensões ou lobos laterais que levariam energia para longe do feixe principal," comenta o pesquisador, lembrando dos halos vistos em torno do farol de carro, que não causam maiores problemas nesses casos, mas são especialmente problemáticos no ultra-som, reduzindo a resolução.

Passo a passo da onda se concentrando, até formar a agulha, retornando depois ao seu formato original.
[Imagem: Kevin Parker/Miguel Alonso]

Como o novo feixe é incrivelmente estreito, ele "torna possível definir as coisas em resoluções incríveis, quando você precisa separar pequenas coisas que estão próximas," disse Parker.

O feixe concentrado poderá ter aplicações não só para a óptica e o ultra-som, mas também para microscopia, radar e sonar. No campo industrial, poderá ser beneficiada qualquer forma de processamento de materiais a laser que envolva colocar a maior intensidade de luz possível em um determinado ponto, como nos processos de corte ou soldagem.

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