Os cientistas fizeram um grande avanço na integração de materiais magnéticos na óptica – abrindo caminho para lasers em miniatura e muito mais

Um novo processo para a produção de materiais magnéticos transparentes usando laser, desenvolvido por uma equipe de pesquisa japonesa, abrirá caminho para dispositivos avançados de comunicação óptica. Graças à inovação, tornou-se possível integrar materiais magnéticos transparentes em circuitos ópticos. Anteriormente, esta era considerada uma tarefa muito difícil.

Um novo processo para produção de material magnético transparente. Fonte da imagem: Taichi Goto

Pesquisadores da Universidade Tohoku em Sendai (Japão) e da Universidade de Tecnologia Toyohashi, na cidade japonesa de mesmo nome, desenvolveram um novo método para criar materiais magnéticos transparentes usando aquecimento a laser. Isto é considerado um avanço significativo na tecnologia óptica e representa uma nova abordagem para integração de materiais magneto-ópticos em dispositivos ópticos. Assim, a miniaturização de dispositivos de comunicação óptica torna-se possível.

«A chave para esta conquista está na produção de um material magnético transparente – granada de ítrio-ferro substituída por cério (YIG – um tipo de granada sintética, um material ferromagnético) (Ce:YIG) usando uma técnica especial de aquecimento a laser, explica o professor Taichi Goto. ., autor principal de um estudo recente publicado na revista Optical Materials. “Este método resolve o principal problema de integração de materiais magneto-ópticos em circuitos ópticos sem danificá-los, um problema que tem dificultado o progresso na miniaturização de dispositivos de comunicações ópticas.”

Os isoladores magneto-ópticos são essenciais para uma comunicação óptica estável e atuam como elementos de controle que podem mover sinais de luz em uma direção, mas não em outra. Isto permite uma comunicação simplex estável.

Uma vez que tal integração só pode ser alcançada através de processos de alta temperatura, resolver este problema tem sido considerado um desafio há muito tempo. O professor Goto e seus colegas resolveram esse problema usando o endurecimento a laser. Este é um método no qual certas áreas do material são aquecidas de forma muito seletiva por um laser. Este aquecimento permite um controlo preciso do local de aquecimento, uma vez que apenas áreas selecionadas são aquecidas sem afetar as áreas circundantes.

Além disso, para evitar a exposição química do material em questão, a equipe desenvolveu um novo dispositivo que aquece materiais no vácuo por meio de laser. Isto permitirá que áreas muito pequenas de cerca de 60 micrômetros sejam aquecidas com precisão, sem alterar a estrutura do material circundante.

O professor Goto e sua equipe esperam que “o material magnético transparente produzido por este método melhore significativamente o desenvolvimento de isoladores magneto-ópticos compactos, que são essenciais para comunicações ópticas estáveis”. O novo método também abre “oportunidades para o desenvolvimento de lasers em miniatura de alta potência, displays de alta resolução e pequenos dispositivos ópticos”, resume o professor.