p (Phys.org) —Os pesquisadores desenvolveram um novo tipo de espelho que reflete a luz de uma maneira completamente diferente da dos espelhos convencionais. O novo espelho, chamado de meta-espelho quiral, tem aplicações potenciais para processamento de informações com luz, filmes 3D de última geração, e outras tecnologias que manipulam a luz de novas maneiras. p Os pesquisadores, liderado por Wenshan Cai no Instituto de Tecnologia da Geórgia, publicaram um artigo sobre o meta-espelho quiral em uma edição recente da Nano Letras .

p As propriedades reflexivas não convencionais do novo espelho surgem da maneira como o espelho responde à luz que é circularmente polarizada. As ondas de luz são compostas de campos elétricos e magnéticos, e quando o campo elétrico viaja ligeiramente atrás do campo magnético ou vice-versa, a onda de luz se move ao longo de um caminho helicoidal ao longo do tempo, e isso é chamado de luz polarizada circularmente. A maior parte da luz ao nosso redor, como a luz do sol e lâmpadas, não é polarizado, mas pode se tornar polarizado passando por um filtro de polarização.

p Uma onda de luz circularmente polarizada pode viajar no sentido horário (direita) ou anti-horário (esquerda), que é determinado por uma propriedade física intrínseca da luz chamada momento angular de rotação e, consequentemente, é chamado de estado de rotação da luz. A principal diferença entre o novo espelho e os espelhos convencionais é como cada um responde aos estados de rotação da luz polarizada circularmente.

p Quando um feixe de luz circularmente polarizado atinge um espelho convencional, o espelho inverte o estado de rotação do feixe, de modo que a luz que ele reflete de volta tem o giro oposto ao da luz que entra. Para muitas aplicações, esta propriedade não apresenta problemas, e, de fato, os espelhos são um dos componentes mais importantes de muitos dispositivos ópticos. Contudo, para certas novas aplicações, como processamento de informações fotônicas, em que os estados de spin da luz carregam dados, é importante manter e controlar os estados de rotação quando refletidos por espelhos.

p O novo meta-espelho quiral faz quase o oposto de um espelho convencional no que diz respeito aos estados de spin. Em vez de refletir o estado de rotação oposto, ele reflete o mesmo estado de spin de um feixe polarizado circularmente incidente, mas apenas para um estado de rotação. Quando um feixe com o estado de rotação oposto chega ao espelho, o espelho absorve completamente essa luz. Portanto, o resultado final é que o espelho reflete apenas a luz com um estado de rotação - feixes polarizados circularmente à esquerda ou à direita, mas não ambos.

p "Oferecemos a capacidade de preservar os estados de spin de uma onda óptica após a reflexão de um meta-espelho quiral, "Cai disse Phys.org . "Em nítido contraste com uma superfície reflexiva regular, o meta-espelho quiral opera absorvendo um estado de spin, enquanto permite que o outro seja refletido de volta com o mesmo estado de rotação da onda incidente. "

p Embora a maioria dos espelhos convencionais sejam feitos de metais comuns, como uma fina película de prata coberta por um pedaço de vidro mais espesso, nenhum material natural conhecido tem a propriedade quiróptica exibida pelo novo espelho. Por esta razão, os pesquisadores fabricaram o novo espelho de um material artificial - um metamaterial com geometria em nanoescala projetado especificamente para exibir essa propriedade. O meta-espelho consiste em uma película fina perfurada por uma série de orifícios assimétricos, e essa assimetria contribui para a resposta quirópica não convencional.

p "Metamateriais, que oferecem manipulação de luz em nanoescala, pode alcançar alteração de polarização em comprimentos de propagação de apenas algumas centenas de nanômetros, "Cai disse.

p Os pesquisadores observam que o meta-espelho quiral é relativamente fácil de fabricar, e eles esperam que tenha aplicações em transmissão óptica de dados e outras tecnologias que planejam investigar no futuro.

p "Algumas das maneiras mais comuns de enviar dados por meios ópticos são por divisão de tempo ou multiplexação de comprimento de onda, "Cai disse." Porém, conforme a demanda por larguras de banda crescentes de dados cresce, um alto grau de multiplexação é necessário. Em termos de comunicações ópticas, o controle de polarização abre outro paradigma para multiplexação e manipulação de dados. A capacidade do nosso meta-espelho de preservar um estado de spin incidente ajudará no desenvolvimento desses sistemas sensíveis à polarização.

p "Os meta-espelhos quirais também podem ser usados ​​para aplicações em sensoriamento quiróptico, análise de sinal quiral, e pode até desempenhar um papel na próxima geração de filmes 3-D. A maioria dos filmes em 3-D depende do caráter canhoto e destro da luz polarizada circularmente que passa pelos óculos que usamos nos cinemas. Com esta distinção de polarização em mãos, os meta-espelhos quirais podem até encontrar utilidade nesta indústria. " p © 2017 Phys.org