Luz estruturada, criado ao gerar e aplicar luz a uma superfície, é importante em aplicações como scanners 3-D, fotografia dupla e tecnologia microscópica. Um novo estudo demonstrou um método que produz novos feixes de luz a partir de fontes de luz síncrotron, abrindo uma nova maneira de gerar feixes de raios-X.

Uma equipe de cientistas japoneses liderada por Shunya Matsuba, professor assistente do Centro de Radiação Síncrotron de Hiroshima na Universidade de Hiroshima, mostrou que luz estruturada, na forma de um feixe vetorial (feixes de luz cuja direção de polarização gira em torno de seu eixo), pode ser produzida a partir da superposição de dois feixes de vórtice ópticos (feixes de luzes que contêm um ponto de intensidade zero, formando uma estrutura de fase espiral.) Os resultados foram publicados no jornal de Cartas de Física Aplicada em julho de 2018.

“Demonstramos a geração do feixe vetorial usando radiação síncrotron. Este trabalho abriu uma maneira de gerar feixes vetoriais de raios-X, "diz o co-autor Prof. Masahiro Katoh do Institute for Molecular Science (IMS) no National Institutes of Natural Sciences / Sokendai no Japão.

A produção de luz estruturada nos comprimentos de onda de raios-X tem sido um desafio, Contudo, e a nova técnica apresentada pelos cientistas japoneses pode permitir o uso dessa luz estruturada em áreas de pesquisa acessíveis apenas com radiação síncrotron, como espectroscopia de absorção de raios-X e cristalografia de raios-X.

Os cientistas basearam seu método em uma técnica que produz luz polarizada circularmente a partir de dois feixes polarizados linearmente cujas direções de polarização são ortogonais entre si. Em fontes de luz síncrotron, este método foi aplicado a feixes uniformemente polarizados vindos de dois onduladores. Um ondulador é um dispositivo que emite luz quase monocromática com várias polarizações.

Matsuba e sua equipe aplicaram esse método para dois feixes de vórtice vindos de dois onduladores helicoidais posicionados em tandem. A pesquisa segue estudos anteriores que usaram lasers e componentes ópticos para criar feixes de vetores, com comprimentos de onda geralmente dentro das porções visível ou infravermelho próximo do espectro eletromagnético.

Katoh diz, "A próxima etapa desta pesquisa é demonstrar a geração de feixes vetoriais de outros tipos, por exemplo, feixes radialmente polarizados. Nosso objetivo final é controlar todas as propriedades ópticas da radiação síncrotron, como comprimento de onda, coerência, espacial, estruturas temporais e assim por diante. "Isso abrirá o caminho para novas oportunidades em muitos campos, incluindo difração de raios-X, espectroscopia de espalhamento e absorção / emissão devido ao novo método de geração de luz estruturada que foi demonstrado neste estudo.