Diz-se que a luz é a fonte da vida e, em um futuro próximo, possivelmente também será a base de nossas necessidades diárias de computação pessoal. Recentemente, pesquisadores da Universidade de Tsukuba aproveitaram energias específicas de luz de um "pacote" de luz criando uma nanocavidade, que pode ajudar no desenvolvimento de futuros computadores totalmente ópticos.
Os cabos de fibra óptica já aproveitam a velocidade da luz inimaginavelmente rápida para transmitir dados da internet. No entanto, esses sinais primeiro precisam ser convertidos em impulsos elétricos nos circuitos do seu computador ou TV inteligente antes que você possa assistir ao seu programa de streaming favorito. Os pesquisadores estão trabalhando no desenvolvimento de novos computadores totalmente ópticos que serão capazes de realizar cálculos usando pulsos de luz. No entanto, muitas vezes é difícil controlar com precisão os pacotes de energia luminosa, e novos dispositivos são necessários para moldar os pulsos de luz de maneira comutável.

Em um estudo publicado no mês passado na Nanophotonics , pesquisadores da Universidade de Tsukuba testaram um novo guia de ondas metálico que contém uma pequena nanocavidade, com apenas 100 nanômetros de comprimento. O tamanho da nanocavidade é especificamente adaptado para que apenas comprimentos de onda específicos de luz possam caber dentro. Isso faz com que a nanocavidade aja quase como um átomo artificial com propriedades ajustáveis. Como resultado, as ondas de luz com energia ressonante correspondente são transmitidas, enquanto outros comprimentos de onda são bloqueados. Isso tem o efeito de remodelar o pacote de ondas de luz.

A equipe usou ondas de luz que viajam ao longo da interface do metal e do ar, chamadas de "polaritons de plasmon de superfície". Isso envolve acoplar o movimento da onda de luz no ar com o movimento dos elétrons no metal diretamente abaixo dela. "Você pode imaginar um plasmon polariton de superfície como o que acontece quando um vento forte sopra no oceano. As ondas de água e as ondas de ar fluem em conjunto", diz o autor sênior, professor Atsushi Kubo.

O guia de ondas foi fabricado usando um corante com propriedades de fluorescência que mudavam com base na presença da energia luminosa. A equipe usou sons de luz de apenas 10 femtossegundos (ou seja, 10 quadrilionésimos de segundo) e criou um "filme" das ondas resultantes usando microscopia fluorescente de dois fótons resolvida no tempo. Eles descobriram que apenas o componente espectral correspondente à energia ressonante da nanocavidade era capaz de continuar se propagando ao longo da superfície do metal. "A capacidade de remodelar seletivamente as formas de onda será a chave para o desenvolvimento de futuros computadores ópticos", diz o professor Kubo. Os resultados deste projeto também podem ajudar a agilizar os projetos de outros dispositivos para espectroscopia óptica ultrarrápida. + Explorar mais

Os plasmons de superfície se movem quase à velocidade da luz e viajam mais longe do que o esperado