Cientistas do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, criaram um pequeno dispositivo capaz de produzir uma gama excepcionalmente ampla de frequências de luz laser (cores) com eficiência extremamente alta — tudo num microchip. A inovação baseia-se num trabalho anterior da mesma equipa, quando miniaturizaram o laser ultra-rápido vencedor do Prémio Nobel e o colocaram dentro de um chip. Agora, expandiram a capacidade de emissão de luz do chip. “Estamos a demonstrar que, com um único dispositivo nanofotónico e baixas energias de entrada na faixa dos femtojoules, é possível cobrir uma ampla secção do espectro electromagnético, desde comprimentos de onda visíveis até ao infravermelho médio. Isso é algo sem precedentes”, afirmou o professor Alireza Marandi, coordenador da equipa. O dispositivo utiliza tecnologia que existe desde a década de 1960: um oscilador paramétrico óptico (OPO). Essencialmente, um OPO é um ressonador, uma pequena “armadilha” que captura a luz laser recebida de uma determinada cor e, em seguida, utiliza um cristal não linear especial — neste caso, um cristal de niobato de lítio cuidadosamente projectado — para emitir luz em cores diferentes. Tradicionalmente, os OPO partem de uma fonte laser com uma faixa de frequência estreita e geram saídas em diferentes frequências, mas ainda dentro de uma faixa estreita. A equipa superou essa limitação usando outra estrutura fotónica, conhecida como pente de frequência. O resultado é a geração de um espectro de luz semelhante ao laser numa ampla gama de frequências uniformemente espaçadas com muito pouca energia de entrada. O pente de frequências cobre uma faixa espectral surpreendentemente vasta, fornecendo linhas nítidas e estáveis ​​desde a luz visível até aos comprimentos de onda mais longos do infravermelho médio. O desenvolvimento da técnica do pente de frequências foi premiado com o Prémio Nobel de Física de 2005. Ao contrário dos lasers convencionais, que emitem uma única cor de luz, os pentes de frequências funcionam como uma régua para a luz numa gama de frequências, uma tecnologia que melhorou tudo, desde a precisão dos relógios atómicos e medições baseadas na iluminação até à monitorização ambiental. O novo chip vai além graças ao que a equipa chama de engenharia de dispersão — moldando a forma como diferentes comprimentos de onda de luz viajam pelo dispositivo, garantindo que permaneçam juntos em vez de se espalharem — e uma estrutura ressonadora cuidadosamente projectada. Juntas, essas características permitem que o aparelho amplie eficientemente o espectro e mantenha a coerência, exigindo um limiar extremamente baixo — a energia na qual começa a funcionar. Outro grande benefício associado é que a tecnologia traz para a escala do chip o que actualmente requer equipamentos pesados ​​de mesa. Fonte: Inovação Tecnológica