Uma abordagem totalmente baseada em fibra para gerar feixes ópticos especiais, chamados feixes de Bessel, poderia abrir novas aplicações em imagens, captura óptica e comunicações.
Os feixes de Bessel parecem bem diferentes dos feixes de luz gaussianos usuais encontrados na óptica. Em particular, eles possuem várias propriedades interessantes, incluindo auto-cura, propagação livre de difração e a capacidade de transportar momento angular orbital (OAM). Esta família de feixes - também conhecidos como feixes de vórtice com uma forma característica de anel e uma região central escura - inclui diferentes "ordens" de feixes carregando diferentes valores de OAM.

No entanto, a criação de feixes de Bessel é um pouco inconveniente:vários elementos ópticos em massa, como moduladores de luz espacial ou axicons em forma de cone, são necessários para converter feixes gaussianos em feixes de Bessel.

Agora, Innem Reddy, Andrea Bertoncini e Carlo Liberale da KAUST demonstraram experimentalmente que uma fibra óptica de engenharia personalizada pode fazer o trabalho e gerar um feixe Bessel específico sob demanda. Eles publicaram seus resultados na Optica .

"A geração de feixes de Bessel usando técnicas tradicionais envolve elementos ópticos caros e que consomem espaço e exigem alinhamento preciso", explica Reddy, Ph.D. aluno do grupo. "Ao optar por uma solução baseada em fibra, podemos obter um gerador de feixe Bessel compacto que é pré-alinhado e pode fornecer esses feixes mesmo em espaços remotos e confinados, como aplicações endoscópicas."

"Em particular, a geração de feixes Bessel baseada em fibra permite aplicações inovadoras, como sondas endoscópicas minimamente invasivas, tomografia de coerência óptica, aprisionamento óptico baseado em fibra e manipulação de partículas microscópicas".

A fibra da equipe é uma obra-prima da engenharia personalizada. Eles usam uma técnica chamada litografia de dois fótons (TPL), que permite a impressão 3D de estruturas ópticas intrincadas para fabricar elementos especiais de forma de feixe diretamente na ponta de uma fibra óptica monomodo. Seu projeto possui três segmentos que, coletivamente, alinham e transformam eficientemente um feixe gaussiano convencional em um feixe anular e, finalmente, um feixe de Bessel de ordem e valor OAM desejados.

O trabalho é o mais recente triunfo de um programa de pesquisa que pretende alavancar o potencial da técnica TPL, onde a luz é usada para "escrever" finas estruturas ópticas solidificando um fotorresistente.

A equipe já usou o TPL para personalizar fibras de outras maneiras, incluindo a criação de divisores de feixe de polarização, conjuntos de microlentes e pinças ópticas. "Fabricar dispositivos ópticos cada vez mais sofisticados na ponta das fibras ópticas para capacitá-los a entregar funcionalidades complexas é uma das principais direções de pesquisa do nosso grupo", diz Liberale. + Explorar mais

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