Metafibras sintonizáveis para focagem de luz à distância com controlo de potência
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O controlo preciso da focagem da luz é essencial para aplicações que vão desde a microscopia e a cirurgia a laser até à ótica quântica e às telecomunicações. No entanto, as soluções existentes dependem frequentemente de componentes externos grandes e complexos que limitam a integração e a velocidade.
Figura 1. Ilustração do conceito de metafibra sintonizável.
Sun, J., Huang, W., Lorenz, A. et al.
Num novo estudo, investigadores liderados pelo Professor Markus A. Schmidt do Instituto Leibniz de Tecnologia Fotónica e da Universidade Friedrich Schiller de Jena, Alemanha, apresentaram uma nova solução: a Metafibra sintonizável. Este dispositivo totalmente integrado na fibra utiliza um holograma de fase 3D nanopintado diretamente na extremidade de uma fibra de núcleo duplo para obter um controlo remoto da focagem, ajustando simplesmente a potência relativa entre os modos guiados da fibra.
O holograma foi concebido para ser sensível a alterações no padrão de interferência da luz emitida por cada núcleo, permitindo uma mudança na posição do ponto focal sem a necessidade de quaisquer peças móveis. Os resultados experimentais confirmam que é possível obter uma modulação precisa e contínua da focagem de mais de 3 mícrones, mantendo uma elevada qualidade do feixe.
Esta nova abordagem permite uma focagem sintonizável compacta, robusta e rápida utilizando fibras ópticas, fazendo avançar significativamente o campo da fotónica reconfigurável. As aplicações potenciais incluem o aprisionamento ótico de alta velocidade, ferramentas endoscópicas integradas para diagnósticos ou cirurgias minimamente invasivas e melhor encaminhamento de sinais em sistemas de comunicação por fibra.
A capacidade de sintonização da Metafibra resulta inteiramente da modulação de potência - um método muito mais rápido do que as abordagens tradicionais mecânicas ou baseadas em cristais líquidos - e é compatível com os sistemas de fibra existentes. Isto torna-a ideal para uma rápida implementação em aplicações industriais e de investigação.
O estudo assinala um marco na integração fotónica na fibra e abre caminhos interessantes para o desenvolvimento de sistemas ópticos baseados em fibras da próxima geração.
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