Os cientistas estão um passo mais perto da holografia como em Star Wars – eles criaram um modulador de luz ultrarrápido

A criação de um holograma 3D requer um controle de luz extremamente preciso e rápido, que está além das capacidades das tecnologias existentes de cristal líquido ou microespelho. A solução pode ser encontrada no recente desenvolvimento de um grupo internacional de cientistas – eles criaram um modulador de luz 10 vezes mais rápido que os dispositivos modernos em termos de velocidade de reação.

A luz toma forma. Fonte da imagem: Sampson Wilcox/MIT

«Temos nos concentrado no controle da luz, que tem sido um tema de pesquisa constante desde a antiguidade. Nosso desenvolvimento é outro passo importante em direção ao objetivo final de controle óptico completo (no espaço e no tempo) para um grande número de aplicações que usam luz ”, disse o principal autor Christopher Panuski (Christopher Panuski).

O trabalho é resultado de uma colaboração entre pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology, Flexcompute, University of Strathclyde, State University of New York Polytechnic Institute, Applied Nanotools, Rochester Institute of Technology e US Air Force Research Laboratory. A publicação foi publicada na revista Nature Photonics.

Estruturalmente, o modulador de luz espacial (SLM) consiste em duas partes: a unidade de controle do ressonador é representada por uma matriz de LEDs e, oposta, uma matriz de ressonadores – um campo de cristais fotônicos. Cada ressonador óptico é uma espécie de cavidade controlada, na qual a luz é repetidamente refletida antes de ser liberada para o exterior. Como o desempenho de cada microrressonador é controlado por seu próprio LED, o sistema acabou sendo programável, sem fio e uma ordem de grandeza mais rápida que as soluções atuais.

Os microrressonadores convertem o feixe de laser que os atinge de fora de acordo com suas configurações. Os LEDs também desempenham o papel de bombear o feixe de laser. A luz do laser é atrasada no ressonador por cerca de um nanossegundo, onde tem tempo para refletir novamente cerca de 10 mil vezes. Depois disso, o ressonador emite luz na direção programada com uma determinada intensidade. Mais precisamente, todo o campo de luz da matriz de ressonadores é transmitido. Pode ser uma imagem holográfica, um scanner de tecido cerebral ou um pacote de transmissão de dados. E essa taxa de transferência de informações processadas é 10 vezes maior do que as soluções modernas permitem.

Além disso, os cientistas desenvolveram uma tecnologia para produção em massa de ressonadores ópticos em pastilhas de silício de 200 mm. Argumenta-se que a tecnologia proposta é acompanhada por um nível baixíssimo de defeitos. Novos trabalhos nessa direção prometem ajudar a criar grandes matrizes de ressonadores para dispositivos quânticos e soluções avançadas de imagem, como hologramas 3D ou scanners.