Uma nova maneira de gerar luz visível

A luz visível é extremamente importante na natureza. Vista pelo olho humano, é a luz mais intensa emitida pelo sol para atingir a superfície da Terra e é um elemento essencial para os processos biológicos fundamentais subjacentes à vida. No entanto, é difícil gerar uma luz visível coerente, como a luz de um laser, que seja intensa por um curto período de tempo, da ordem do femtossegundo.

Uma equipe de pesquisa, dirigida pelo professor Luca Razzari, do Instituto Nacional de Pesquisas Científicas (INRS), conseguiu atingir esse objetivo sem usar um sistema complicado. Os resultados de seu trabalho foram publicados recentemente na Nature Photonics.

Uma configuração acessível

Para gerar luz visível nessa escala de tempo, a equipe usou um sistema de laser de nível industrial disponível para a maioria dos laboratórios. Eles descobriram que, ao propagar um pulso de laser infravermelho em uma fibra de núcleo oco preenchida com gás argônio, um efeito não linear gerava pulsos curtos de luz visível com alta intensidade. “Observamos uma mistura de diferentes ‘modos’, ou seja, as formas espaciais que o feixe de luz assume à medida que se propaga através da fibra, que cria esse efeito. Isso ocorre apenas com luz intensa”, explica o professor Razzari. Colaborou com os professores Roberto Morandotti e François Légaré do INRS para a parte experimental do trabalho, bem como com uma equipa de investigadores internacionais, do Centro Nacional Francês de Investigação Científica (CNRS) (França), Louisiana State University (Estados Unidos) ) e Heriot-Watt University (Reino Unido), pela modelagem teórica do fenômeno observado.

Esta abordagem inovadora, pela primeira vez, não depende de arquiteturas óticas complexas e caras para gerar esses pulsos de luz visível ultracurtos. Como resultado, ele poderia ser amplamente disponibilizado para explorar uma grande variedade de fenômenos da física, da química e da biologia, como a fotossíntese ou mesmo a visão humana. “Com nossos pulsos, podemos estudar a dinâmica de tais processos e como eles evoluem em escalas de tempo extremamente curtas”, diz o pesquisador de pós-doutorado Riccardo Piccoli, primeiro autor do artigo.

Este projeto de pesquisa colaborativa se beneficiou muito da experiência da startup few-cycle do INRS, que comercializa o sistema especial para esticar e manter essas fibras de núcleo oco.

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