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    Mudando a cor da luz usando um limite espaço-temporal

    Figura 1. O processo de conversão de frequência da luz usando um limite espaço-temporal. Crédito:Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST)

    A equipe KAIST desenvolveu uma técnica óptica para alterar a cor (frequência) da luz usando um limite espaço-temporal. A pesquisa se concentra em perceber um limite espaço-temporal com um grau de liberdade muito maior do que os resultados de estudos anteriores, fabricando uma estrutura de metal fina em uma superfície semicondutora. Espera-se que tal limite espaço-temporal seja aplicável a um dispositivo óptico do tipo filme ultrafino capaz de mudar a cor da luz.

    O dispositivo de conversão de frequência óptica desempenha um papel fundamental na medição de precisão e tecnologia de comunicação, e o dispositivo foi desenvolvido principalmente com base na não linearidade óptica.

    Se a intensidade da luz for muito forte, o meio óptico responde não linearmente, então os fenômenos ópticos não lineares, como duplicação de frequência ou mistura de frequência, pode ser observado. Tais fenômenos ópticos não lineares são realizados geralmente pela interação entre um laser de alta intensidade e um meio não linear.

    Como um método alternativo, a conversão de frequência é observada modificando temporariamente as propriedades ópticas do meio através do qual a luz viaja usando um estímulo externo. Uma vez que a conversão de frequência desta forma pode ser observada mesmo com luz fraca, tal técnica pode ser particularmente útil em tecnologia de comunicação.

    Contudo, modificação rápida da propriedade óptica do meio por um estímulo externo e técnicas de conversão de frequência de luz subsequentes foram pesquisadas apenas no regime pertubativo, e tem sido difícil perceber esses resultados teóricos em aplicações práticas.

    Para concretizar essa ideia conceitual, O Professor Bumki Min do Departamento de Engenharia Mecânica e sua equipe colaboraram com o Professor Wonju Jeon do Departamento de Engenharia Mecânica e o Professor Fabian Rotermund do Departamento de Física. Eles desenvolveram um material óptico artificial (metamaterial) organizando uma microestrutura de metal que imita uma estrutura atômica e conseguiram criar um limite espaço-temporal alterando a propriedade óptica do material artificial abruptamente.

    Embora estudos anteriores tenham modificado apenas ligeiramente o índice de refração do meio, este estudo forneceu uma fronteira espaço-temporal como uma plataforma para projetar e alterar livremente as propriedades espectrais do meio. Usando isso, a equipe de pesquisa desenvolveu um dispositivo que pode controlar a frequência da luz em um alto grau.

    A equipe de pesquisa disse que um limite espaço-temporal, que só foi considerada conceitualmente em pesquisas anteriores e realizada em regime pertubativo, foi desenvolvido como uma etapa que pode ser realizada e aplicada.

    Professor Min disse, "A conversão de frequência da luz torna-se projetável e previsível, portanto, nossa pesquisa pode ser aplicada em muitas aplicações ópticas. Esta pesquisa apresentará uma nova direção para projetos de pesquisa de mídia variante no tempo no campo da óptica. "

    Figura 2. A amplitude complexa da luz na frequência convertida com a variação de um limite espaço-temporal. Crédito:Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST)

    A equipe KAIST desenvolveu uma técnica óptica para alterar a cor (frequência) da luz usando um limite espaço-temporal. A pesquisa se concentra em perceber um limite espaço-temporal com um grau de liberdade muito maior do que os resultados de estudos anteriores, fabricando uma estrutura de metal fina em uma superfície semicondutora. Espera-se que tal limite espaço-temporal seja aplicável a um dispositivo óptico do tipo filme ultrafino capaz de mudar a cor da luz.

    O dispositivo de conversão de frequência óptica desempenha um papel fundamental na medição de precisão e tecnologia de comunicação, e o dispositivo foi desenvolvido principalmente com base na não linearidade óptica.

    Se a intensidade da luz for muito forte, o meio óptico responde não linearmente, então os fenômenos ópticos não lineares, como duplicação de frequência ou mistura de frequência, pode ser observado. Tais fenômenos ópticos não lineares são realizados geralmente pela interação entre um laser de alta intensidade e um meio não linear.

    Como um método alternativo, a conversão de frequência é observada modificando temporariamente as propriedades ópticas do meio através do qual a luz viaja usando um estímulo externo. Uma vez que a conversão de frequência desta forma pode ser observada mesmo com luz fraca, tal técnica pode ser particularmente útil em tecnologia de comunicação.

    Contudo, modificação rápida da propriedade óptica do meio por um estímulo externo e técnicas de conversão de frequência de luz subsequentes foram pesquisadas apenas no regime pertubativo, e tem sido difícil perceber esses resultados teóricos em aplicações práticas.

    Para concretizar essa ideia conceitual, O Professor Bumki Min do Departamento de Engenharia Mecânica e sua equipe colaboraram com o Professor Wonju Jeon do Departamento de Engenharia Mecânica e o Professor Fabian Rotermund do Departamento de Física. Eles desenvolveram um material óptico artificial (metamaterial) organizando uma microestrutura de metal que imita uma estrutura atômica e conseguiram criar um limite espaço-temporal alterando a propriedade óptica do material artificial abruptamente.

    Embora estudos anteriores tenham modificado apenas ligeiramente o índice de refração do meio, este estudo forneceu uma fronteira espaço-temporal como uma plataforma para projetar e alterar livremente as propriedades espectrais do meio. Usando isso, a equipe de pesquisa desenvolveu um dispositivo que pode controlar a frequência da luz em um alto grau.

    A equipe de pesquisa disse que um limite espaço-temporal, que só foi considerada conceitualmente em pesquisas anteriores e realizada em regime pertubativo, foi desenvolvido como uma etapa que pode ser realizada e aplicada.

    Professor Min disse, "A conversão de frequência da luz torna-se projetável e previsível, portanto, nossa pesquisa pode ser aplicada em muitas aplicações ópticas. Esta pesquisa apresentará uma nova direção para projetos de pesquisa de mídia variante no tempo no campo da óptica. "

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