De biossensores compactos e espectrômetros a dispositivos invisíveis e computadores quânticos, aplicações relacionadas à fotônica integrada são cada vez mais procuradas. Como nas fibras ópticas, A luz guia em circuitos fotônicos integrados é obtida por um aumento local do índice de refração (RI) do material. A gravação a laser ultrarrápida é a única tecnologia que permite a modificação RI tridimensional em materiais transparentes, daí a fabricação direta de dispositivos fotônicos 3-D. Após a primeira gravação a laser de canais fotônicos em vidro no final dos anos 90, acreditava-se que a tecnologia rapidamente se tornaria a ferramenta de escolha para a fabricação de fotônica integrada. Contudo, apesar de numerosos esforços, a magnitude da mudança de RI induzida por laser permanece limitada, evitando a fabricação de dispositivos compactos com canais óticos flexíveis que exigem mudanças de alto RI.

Em um novo artigo publicado em Light:Ciência e Aplicações , Dr. Jerome Lapointe do Center for Optics, Fotônica e Lasers (COPL), Universidade Laval, Canadá e colegas descobriram um fenômeno físico relacionado à ressonância eletrônica de materiais processados ​​a laser que aborda o problema de mudança no RI. Usando o novo conceito, os cientistas demonstraram canais fotônicos com raios de curvatura de tamanho mícron, o que não foi alcançado em três dimensões antes. A nova tecnologia tem o potencial de miniaturizar significativamente os circuitos fotônicos 3-D, permitindo integração mais densa de aplicações fotônicas em um mesmo chip ou aumentando a capacidade do computador quântico óptico, por exemplo. Esses cientistas explicam sua descoberta:

"Descobrimos que os pulsos de laser de femtossegundos podem modificar local e permanentemente a ressonância eletrônica de um material. Por definição matemática, o RI depende exponencialmente da ressonância eletrônica do material em função das frequências de luz (ou cores). Em seguida, demonstramos que circuitos fotônicos poderiam tirar proveito desse fenômeno em uma região transparente do material. Nessa região, a mudança em RI (que é a base dos circuitos fotônicos) pode atingir um valor positivo muito grande, que permite a orientação da luz em circuitos fotônicos miniaturizados. "

"Cientistas europeus fabricaram recentemente componentes de computador quântico usando escrita a laser. Os dispositivos quânticos têm de 5 a 10 centímetros de comprimento. Nossa descoberta sugere que os mesmos dispositivos quânticos podem ser mais de 10 vezes menores. Isso é muito promissor, pois a capacidade de computação de qualquer computador é direta proporcional à quantidade de componentes em um chip, "acrescentaram.

Surpreendentemente, os cientistas observaram que os circuitos são invisíveis quando a luz vermelha brilha através deles. Eles descobriram que os circuitos se tornam invisíveis para certas cores dependendo do material e das condições de gravação do laser. Os cientistas explicam o fenômeno usando a mesma teoria, implicando na variação da ressonância eletrônica. Este novo conceito abre caminho para aplicações fotônicas invisíveis, que podem ser colocados nas telas do telefone, pára-brisas do carro, e displays industriais.

"Descobrimos que a mudança positiva de RI induzida pela variação de ressonância eletrônica pode compensar exatamente a mudança negativa de RI induzida por uma expansão estrutural (ambas causadas pela gravação do laser), resultando em uma alteração de RI zero para certas cores. Para nosso conhecimento, este é um novo conceito de fabricação direta de estruturas invisíveis. A combinação benéfica de alta mudança de RI para frequências operacionais e a invisibilidade para as frequências do arco-íris pode ajudar a habilitar várias aplicações invisíveis nas telas do telefone, por exemplo, "os cientistas previram.