Cientistas da Tomsk Polytechnic University, juntamente com colegas internacionais, descobriram uma técnica simples para curvar dinamicamente um jato fotônico, transformando-o em um gancho fotônico. O método foi publicado em Cartas de Óptica . De acordo com os autores, o efeito descoberto expandirá o potencial de jatos fotônicos e ganchos. Por exemplo, pode ser usado para manipular partículas individuais em pesquisas biomédicas ou em litografia óptica para criar microcircuitos.

O efeito do jato de fótons foi descoberto no início dos anos 2000. O jato é uma onda eletromagnética focada na superfície de uma microesfera de vidro de quartzo, que está no foco da lente. Este jato tem uma dimensão transversal única, que é menor que o limite de difração. Essa característica do jato de fótons chamou a atenção dos cientistas. Como resultado, em 2011, um nanoscópio baseado no efeito de um jato fotônico foi desenvolvido. Ele ultrapassou a limitação dos microscópios ópticos tradicionais com resolução máxima de 200 nanômetros e tornou possível observar até 50 nanômetros.

Em 2015, Os cientistas da TPU propuseram um gancho fotônico, um novo tipo de feixe de luz curvo baseado em um jato fotônico. É muito mais fácil obtê-lo do que os análogos existentes. Apenas uma micropartícula de um determinado formato é necessária para obter um gancho fotônico. A luz passa por ele e se curva. Por exemplo, o gancho fotônico move as nanopartículas usando uma leve pressão, curva-se em torno de uma barreira e os transfere através dela.

"Os pesquisadores usam micropartículas de um material dielétrico, como vidro, para obter um jato fotônico e um gancho fotônico. Tradicionalmente, acreditava-se que isso requer partículas de diferentes formas, como simétrico para o jato de fótons e assimétrico para o gancho. Contudo, não é assim. Realizamos simulações e experimentos. Esses experimentos demonstraram que partículas simétricas podem ser usadas em ambos os casos. Para fazer isso, cobrimos parcialmente a partícula com uma tela de micro-tamanho de metal, que pode ser feito de qualquer metal, mas nos experimentos usamos alumínio, "Igor Minin, gerente de projeto e Professor da Divisão de Engenharia Eletrônica, diz.

Para formar um jato de fótons, a partícula é irradiada completamente, e no caso de um gancho fotônico curvo, a partícula é parcialmente sobreposta pela tela.

"Então usamos uma frente de onda assimétrica com uma partícula simétrica. Isso expande o potencial de aplicação do jato de fóton e do gancho. Por exemplo, eles podem ser usados ​​em um dispositivo dependendo das tarefas. Você pode pegar nanopartículas por um jato de fótons e, se usar a tela, o feixe se curvará e as partículas podem ser movidas, "explica o cientista.

Outro campo de aplicação possível é o processo de litografia na fabricação de microcircuitos. A litografia é uma tecnologia que usa um laser para desenhar um padrão de um futuro microcircuito.

"O desenho pode ser feito com uma viga reta ou curva, você só precisa mudar a partícula de foco. Para fazer isso, você pode usar uma tela de metal de tamanho micro, que é uma solução extremamente simples. Além disso, não vai complicar significativamente a estrutura dos dispositivos, usando um jato fotônico ou efeito gancho, "Igor Minin diz.