Holograma dentro de fibra óptica foca luz sem partes móveis
[Imagem: Jun Sun et al. – 10.1038/s41377-025-01903-0]
Holograma que foca a luz
O controle preciso do foco da luz é essencial para aplicações que vão desde a microscopia e as cirurgias a laser até a óptica quântica e as telecomunicações. No entanto, as soluções existentes tipicamente dependem de componentes grandes e complexos, que limitam a possibilidade de miniaturização e a velocidade dos dispositivos.
Jun Sun e colegas do Instituto Leibniz de Tecnologia Fotônica e da Universidade Friedrich Schiller, ambos na Alemanha, apresentaram agora uma solução inovadora capaz de vencer essas limitações: Elas chamam sua solução de “metafibra sintonizável”.
Trata-se de um dispositivo totalmente integrado a uma fibra óptica, ou seja, ele já nasce miniaturizado. Um holograma em escala nano e impresso em 3D diretamente na face final de uma fibra de núcleo duplo é suficiente para controlar o foco do feixe de luz remotamente – basta ajustar a potência relativa entre os dois núcleos da fibra.
O holograma foi projetado para ser sensível a mudanças no padrão de interferência da luz emitida por cada núcleo da fibra, permitindo uma mudança na posição do ponto focal sem a necessidade de peças móveis. Os testes experimentais confirmaram que é possível obter uma modulação precisa e contínua do foco de mais de 3 micrômetros, mantendo uma alta qualidade do feixe.
Esta nova estrutura permite produzir um foco compacto, robusto e de ajuste rápido sem precisar adicionar nenhum aparato à rede de fibras ópticas, um impulso significativo para o campo da fotônica, que se torna cada vez mais reconfigurável.
[Imagem: Jun Sun et al. – 10.1038/s41377-025-01903-0]
Processamento no interior das fibras ópticas
A capacidade de ajuste do foco sem partes móveis vem inteiramente da modulação de potência, um método muito mais rápido do que as abordagens tradicionais, baseadas em microespelhos mecânicos ou em cristal líquido, além de ser compatível com os sistemas de fibra existentes. Isso torna a tecnologia ideal para implementação rápida em aplicações de pesquisa e industriais.
As aplicações potenciais incluem a captura de imagens de alta velocidade, ferramentas endoscópicas integradas para diagnósticos ou cirurgias minimamente invasivas e o roteamento de sinais em sistemas de comunicação por fibra.
A demonstração também representa um marco na integração de componentes dentro de fibras ópticas, uma área emergente que já inclui chaves fotônicas no interior das fibras ópticas e a capacidade de roteamento dos dados direto nas fibras, mas que promete muito mais, de hardwares de inteligência artificial até um computador dentro de uma fibra óptica.