Os pesquisadores desenvolveram um novo tipo de laser de vórtice orgânico, que é um laser que emite um feixe de luz helicoidal. No futuro, matrizes em miniatura desses lasers de vórtice, cada um com uma forma espiral ligeiramente diferente, pode ser usado em aplicativos como monitores de TV 3D, microscopia, e como portadores de informação para comunicações de luz visível.

Os pesquisadores, liderado por Ifor D. W. Samuel na Universidade de St. Andrews e Thomas F. Krauss na Universidade de York, ambos no Reino Unido, publicaram um artigo sobre os lasers de vórtice orgânico em uma edição recente da ACS Nano .

"Matrizes de laser já foram demonstradas antes, mas não com tal controle sobre a forma do feixe, "Krauss disse Phys.org . “Nossa abordagem nos permite fazer feixes de vórtice de carga topológica controlada. Podemos fazer feixes de Airy ou feixes de Bessel. Da mesma forma, metassuperfícies que geram tais feixes sob medida foram demonstradas antes, mas eles são elementos passivos, lasers não ativos. "

Anteriormente, feixes de laser de vórtice foram gerados pegando um laser e usando componentes ópticos separados para moldar o feixe, resultando em grandes feixes. Os novos lasers de vórtice demonstrados aqui têm um meio de ganho nanoestruturado que gera o feixe de vórtice diretamente. Isso significa que pode ser reduzido em feixes em miniatura, que pode então ser organizado em uma matriz. Espera-se que a versão miniaturizada seja muito mais útil para aplicações práticas.

A fim de gerar feixes de luz helicoidais, os pesquisadores projetaram uma grade óptica que consiste em uma espiral arquimediana. Quando a luz passa pela grade, ele emerge como um feixe helicoidal. Ao controlar as dimensões da grade em espiral, é possível controlar as propriedades do feixe de luz.

A principal maneira de fazer isso é controlando o número de "braços" que a espiral de Arquimedes possui. O número de braços é igual à carga topológica do feixe de luz, que é o número de voltas que o feixe de luz faz em um comprimento de onda. Portanto, quanto maior o número de armas, mais apertada é a hélice do feixe de luz. Aqui, os pesquisadores demonstraram grades espirais de Arquimedes com entre zero (sem torção) e três braços.

Este novo método de geração de lasers de vórtice tem vantagens sobre os métodos anteriores, pois os feixes podem ser gerados em uma única etapa e por um único elemento óptico (a grade). Com essas vantagens, os pesquisadores esperam que os resultados abram o caminho para a implementação de lasers de vórtice em uma variedade de aplicações.

"Meu principal interesse é em semicondutores orgânicos, que pode ser simplesmente padronizado para fazer dispositivos como este, "disse Samuel, cujo grupo forneceu o material de ganho semicondutor orgânico e conduziu as medições. "Um objetivo de longo prazo é fazer esses lasers eletricamente, ao invés de opticamente, dirigido. Um objetivo mais próximo é usar esses lasers para detectar vapores explosivos. "

Krauss, cujo grupo projetou as nanoestruturas utilizadas no estudo, está particularmente interessado em visores e aplicações de microscopia.

"Em monitores, você poderia usar as diferentes ordens de vórtice para multiplexar informações, por exemplo, para projetar várias imagens de uma vez, "disse ele." Os feixes de vórtice são de interesse em microscopia, portanto, pode-se imaginar uma série de tais feixes para microscopia maciçamente paralela. "

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