Uma equipa internacional de investigadores da Rússia, Bielorrússia e China desenvolveu um laser microscópico baseado em substratos de safira – uma pedra preciosa composta principalmente por óxido de alumínio cristalino (Al₂O₃). A inovação é capaz de emitir radiação ultravioleta profunda com elevada estabilidade à temperatura ambiente.
Para os responsáveis, a inovação poderá acelerar o desenvolvimento de chips fotónicos, sensores avançados e sistemas de comunicação óptica de próxima geração. Com cerca de dois micrómetros, aproximadamente o tamanho de uma bactéria, o laser foi concebido para ser integrado em circuitos electrónicos e dispositivos miniaturizados com dimensões comparáveis às de um glóbulo vermelho. Os investigadores sublinham ainda que a tecnologia abrirá novas possibilidades para aplicações em sensores, dispositivos biomédicos e sistemas de comunicação baseados em radiação ultravioleta.
Segundo o investigador principal, Eduard Moiseev, a utilização de safira representa uma vantagem importante, uma vez que este material é amplamente utilizado na indústria e pode ser processado através de técnicas já empregues na microelectrónica, como o crescimento de camadas, a gravação de padrões e o fabrico de componentes.
Segundo o responsável, um dos principais desafios consistiu em manter a eficiência do laser apesar das suas reduzidas dimensões, uma vez que a miniaturização tende a dificultar o confinamento da luz no interior da estrutura. Para ultrapassar este obstáculo, a equipa recorreu ao chamado efeito de “galeria dos sussurros”, combinado com uma camada isolante composta por nitreto de alumínio e gálio com composição gradualmente variável, reduzindo as perdas por radiação.
“Este fenómeno físico baseia-se na reflexão interna total da luz, permitindo que os feixes luminosos circulem continuamente ao longo da superfície interna de uma estrutura circular. Desta forma, a luz permanece confinada durante tempo suficiente para ser amplificada e gerar um feixe laser, sem necessidade de espelhos externos ou de dispositivos de maiores dimensões”, explicou Moiseev.
Os investigadores consideram que a solução representa um avanço na miniaturização de componentes ópticos, preservando simultaneamente elevados níveis de desempenho, o que poderá facilitar a sua integração em equipamentos electrónicos cada vez mais compactos.
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Os chips fotónicos são apontados como uma das tecnologias mais promissoras para a próxima geração de computadores e processadores, substituindo os electrões por fotões no transporte de informação. Esta abordagem poderá permitir velocidades de processamento significativamente superiores, ao mesmo tempo que reduz o consumo de energia e a produção de calor nos dispositivos electrónicos.
Fonte: TV Brics
