Cientistas do Japão empregaram cálculos teóricos para modelar a distribuição de força de radiação óptica induzida por um padrão de luz arbitrário, incluindo um padrão de interferência. Com base nas simulações, eles conseguiram fabricar estruturas nanométricas em matriz que podem levar a novos dispositivos ópticos, como sensores de quiralidade.
A capacidade de manipular objetos físicos, como naves espaciais, com feixes de luz tem sido um marco em romances de ficção científica e programas de televisão. No entanto, devido à sua utilidade na fabricação e manuseio de dispositivos de nanotecnologia, os cientistas vêm trabalhando para torná-lo realidade, embora em escalas muito menores. As estruturas de matriz óptica podem ser formadas por múltiplos pulsos de laser, mas a reprodutibilidade se deteriora com base nas flutuações no posicionamento e na potência do laser. Um método mais confiável é necessário para criar qualquer padrão pequeno desejado.

Agora, uma equipe de pesquisadores do Instituto de Engenharia de Laser da Universidade de Osaka mostrou que a distribuição de força de radiação óptica induzida por padrões de interferência criados por vários lasers disparados ao mesmo tempo pode ser calculada usando simulações de computador. Isso permite que estruturas coerentes reproduzíveis sejam produzidas com precisão no nível de comprimento de onda. Sob as estruturas de luz, a pressão de radiação óptica foi calculada usando um sistema de coordenadas cilíndricas, mas ao reconstruir o código de simulação usando um sistema de coordenadas cartesianas, a equipe conseguiu lidar com qualquer distribuição de intensidade de luz.

"Simular a distribuição de pressão de radiação óptica em um dielétrico irradiado com um padrão de intensidade de luz arbitrária agora é possível", diz Yoshiki Nakata, primeiro autor do estudo publicado em Scientific Reports .

Como ilustração, foram simuladas distribuições de força de radiação óptica para a fabricação de um dispositivo com características quirais - ou helicoidais. Uma estrutura quiral pode ser formada pela força de radiação óptica induzida usando luz polarizada circularmente. Espera-se que essas estruturas sejam usadas para dispositivos de controle de luz e dispositivos de detecção de quiralidade molecular. Nesse caso, um elemento óptico difrativo dividiu um único laser circularmente polarizado em quatro ou seis feixes coerentes, que então interferiam entre si para produzir o padrão final.

Simulações da distribuição da força de radiação óptica criada pelo padrão de interferência foram realizadas para esclarecer as condições para a formação de estruturas quirais em arranjo. "Consistente com nossos cálculos teóricos, um padrão de interferência de 6 feixes poderia criar estruturas quirais, mas um padrão de interferência de 4 feixes não", diz o autor Yuki Kosaka.

Além das estruturas quirais produzidas dessa maneira, padrões de interferência semelhantes também podem ser usados ​​para a criação de outras estruturas nanoperiódicas bidimensionais ou tridimensionais. + Explorar mais

Diferenciando partículas destros e canhotos usando a força exercida pela luz