Novo laser metasurface produz primeira luz super-quiral do mundo

Pesquisadores demonstraram primeiro laser metasurface do mundo que produz 'luz super-quiral': luz com momento angular ultra-alta. A luz deste laser pode ser usado como um tipo de 'chave óptico' ou para codificar informações em comunicações ópticas.

"Como a luz pode transportar o momento angular, isso significa que esta pode ser transferida para a matéria. A luz dinâmica mais angular carrega, mais ela pode transferir. Assim, você pode imaginar a luz como uma 'chave de óptica'," Professor Andrew Forbes do escola de Física na Universidade de Witwatersrand (Wits) em Joanesburgo, África do Sul, que liderou a pesquisa. "Em vez de usar uma chave física para torcer coisas (como enroscando nozes), agora você pode brilhar a luz na porca e vai apertar-se."

O novo laser produz uma nova alta pureza "luz torcida" não observado a partir de lasers antes, incluindo o mais alto momento angular relatado a partir de um laser. Simultaneamente, os pesquisadores desenvolveram um metasurface nano-estruturado que tem o maior gradiente de fase já produzido e permite a operação de alta potência em um design compacto. A implicação é um laser de primeiro mundo para a produção de estados exóticos de luz estruturada torcido, sob demanda.

Nature Photonics hoje publicado on-line a pesquisa que foi feita como uma colaboração entre Wits e do Conselho de Pesquisa Científica e Industrial (CSIR) na África do Sul, Universidade de Harvard (EUA), da Universidade Nacional de Cingapura (Singapura), Vrije Universiteit Brussel (Bélgica ) e CNST, Fundação Istituto Italiano di Tecnologia Via Giovanni Pascoli (Itália).

No seu artigo intitulado: de alta pureza orbitais estados de momentum angular proveniente de um laser metasurface visível, os investigadores demonstram um novo laser para produzir qualquer estado quiral desejado de luz, com controlo total sobre ambos momento angular (AM) componentes de luz, a rotação ( polarização) e o momento angular orbital (OAM) de luz.

O design do laser torna-se possível pelo controlo total oferecida pelos novos dimensionada nanômetros (1000 vezes menor do que a largura de um cabelo humano) metasurface, desenhado pelo grupo de Harvard, dentro do laser. O metasurface é feita de muitas varas minúsculas de nanomaterial, o qual altera a luz que passa através. A luz passa através dos metasurface muitas vezes, recebendo um novo toda vez torção ele faz isso.

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fonte: University of the Witwatersrand. "New metasurface laser produces world's first super-chiral light: Laser opens up a new world of applications using optical control of physical objects." ScienceDaily. ScienceDaily, 27 April 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200427125148.htm>.