50 anos da invenção do LASER --- Fibras Óticas

**San Andreas** · 02-12-11 18:50

Criada fibra óptica com cristal semicondutor

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.

Criada fibra ptica com cristal semicondutor

**San Andreas** · 06-12-11 23:48

Ignição a laser vai substituir velas nos motores de carros

Velas de ignio daro lugar ignio a laser

Esta fotografia, com exposição de alguns milissegundos, mostra tanto a fagulha gerada pelo laser quanto a ignição do combustível gerada por ela. [Imagem: USAF]

Ilustração mostrando a "vela de ignição a laser" (acima) ao lado de uma vela de ignição comum (abaixo). Os cientistas ainda estão desenvolvendo uma vela capaz de emitir três feixes de laser. [Imagem: BBC]

**San Andreas** · 13-12-11 13:22

Laser entre satélites vai monitorar atmosfera terrestre

Laser entre satlites vai monitorar atmosfera terrestre

**jklpuzo** · 13-12-11 21:40

MUito bom tópico.

**San Andreas** · 18-12-11 19:18

Lasers dão novo brilho ao polimento de metais

Lasers do novo brilho ao polimento de metais

Molde metálico para a fabricação de peças de vidro: a parte inferior do molde foi deixada sem polimento, enquanto a parte superior foi polida com a nova técnica de polimento a laser.[Imagem: Fraunhofer ILT]

**San Andreas** · 02-01-12 22:42

Rotação da Terra é medida diretamente pela primeira vez

Rotao da Terra medida diretamente pela primeira vez

O professor Schreiber ajusta o anel de laser usado para medir as mínimas variações no "gingado" da Terra. [Imagem: TUM/Carl Zeiss]

Conforme a Terra gira, dois feixes de laser - que formam o anel de laser - interferem um com o outro, registrando o movimento com muita precisão. [Imagem: TUM/FESG]

Os cientistas precisam passar por um túnel de vinte metros, com cinco portas frigoríficas, para chegar até o laser. [Imagem: TUM/FESG]

**San Andreas** · 09-02-12 22:40

Fibras ópticas ganham poder de processamento

Os pulsos de luz (esferas brancas) viajando ao longo da fibra óptica podem ser convertidos em sinais elétricos (onda quadrada) dentro da própria fibra, por uma junção semicondutora.[Imagem: John Badding Lab/Penn State University]

Fibra óptica inteligente

Uma equipe de físicos, químicos e engenheiros conseguiu pela primeira vez inserir em uma fibra óptica materiais semicondutores que dão à fibra funções eletrônicas integradas de alta velocidade.

A aplicação mais imediata da tecnologia é o desenvolvimento de uma forma direta de troca de informações entre as fibras ópticas e os equipamentos eletrônicos que enviam e recebem essas informações.

As fibras ópticas são componentes estritamente passivos, responsáveis por transportar a luz na qual as informações estão codificadas. A parte "inteligente" do mecanismo é feita por componentes eletrônicos no interior dos microprocessadores, que trabalham com sinais elétricos.

Isto exige um grande aparato de equipamentos capazes de fazer a conversão eletro-óptica na ponta que transmite, e opto-elétrica na ponta que recebe os dados.

A incorporação dos cristais semicondutores cristalinos no interior vítreo da fibra óptica permite que os pesquisadores se aproximem da situação ideal na qual, em vez de acoplar a fibra óptica a um chip, a própria "fibra óptica inteligente" desempenharia funções eletrônicas.

Rede óptica só de fibras

Os pesquisadores das universidades da Pensilvânia (EUA) e Southampton (Reino Unido) afirmam que isso elimina também problemas bem mais prosaicos no acoplamento opto-elétrico: o fato de que a fibra óptica é cilíndrica, enquanto os chips são planares e muito finos.

Usando técnicas químicas de alta pressão, o grupo desenvolveu uma forma de depositar os materiais semicondutores, camada por camada, diretamente no interior de minúsculos buracos no material vítreo da fibra óptica.

Isto cria os transistores necessários para fazer o processamento eletrônico ativo.

Fibras ópticas com componentes eletrônicos integrados

Passo a passo do processo de fabricação do transístor no interior de furos feitos no material cristalino da fibra óptica. [Imagem: He et al./Nature Photonics]

Como não é necessário construir o chip inteiro dentro da fibra óptica - basta construir alguns poucos transistores necessários para a conversão dos sinais ópticos em sinais elétricos - o processo não exige os grandes equipamentos e as salas limpas necessárias à fabricação dos processadores.

Para Pier Sazio, um dos membros da equipe, um dos objetivos a ser atingido pelo trabalho da equipe é a construção de redes ópticas de transmissão de dados usando unicamente fibras: "Se o sinal nunca deixar a fibra, então a rede será mais rápida, mais barata e mais eficiente."

Aplicações

Mas a tecnologia tem outras aplicações além da transmissão de dados.

"Por exemplo, nosso trabalho representa uma abordagem diferente para fabricar junções semicondutoras, que nós estamos tentando usar como células solares," disse o Dr. John Badding, que apresentou os primeiros resultados na área há cerca de um ano, quando materiais semicondutores foram incorporados em uma fibra óptica.

Outras aplicações incluem novas formas de geração e aplicação dos raios laser e sensores menores e mais precisos.

Fibras pticas inteligentes tm transistores eletrnicos integrados

**San Andreas** · 11-03-12 20:31

Cabo submarino de fibra otica sendo instalado

**San Andreas** · 16-03-12 19:17

Canhão de laser poderá destruir lixo espacial

Canho de laser poder destruir lixo espacial

Os pulsos de laser criam jatos de plasma ao redor do lixo espacial, mudando sua rota e fazendo-o reentrar na atmosfera, onde se queima.[Imagem: E. Victor George]