Super laser mede objetos a 10 quintilhões de quadros por segundo

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/06/2025

Laser ultrarr?pido

Um laser min?sculo, menor do que uma moeda de um centavo, pode ser o elemento que faltava para um salto tecnol?gico de amplo alcance, atingindo desde os sistemas LiDAR usados nos ve?culos aut?nomos at? a detec??o de ondas gravitacionais, um dos experimentos mais delicados que existem para observar e entender nosso Universo.

T?cnicas de medi??o baseadas em laser, conhecidas como metrologia ?ptica, s?o usadas em quase tudo, a come?ar pelo estudo das propriedades f?sicas da mat?ria. Contudo, a metrologia ?ptica atual exige equipamentos volumosos, caros e dif?ceis de ajustar, criando um gargalo para a implanta??o de sistemas port?teis, por exemplo.

Shixin Xue e colegas das universidades de Rochester e Calif?rnia de Santa B?rbara, ambas nos EUA, acreditam ter a solu??o para isso.

Xue construiu um emissor de laser contido em um chip que se mostrou capaz de realizar medi??es extremamente r?pidas e precisas, alterando sua cor com muita precis?o em um amplo espectro de luz a taxas extremamente r?pidas - cerca de 10 quintilh?es de vezes por segundo.

Ao contr?rio da fot?nica de sil?cio tradicional, o novo laser ? feito com um material sint?tico muito promissor chamado niobato de l?tio, um composto j? usado em v?rias aplica??es de ponta, incluindo chips eletroac?sticos, processadores de luz e em tecnologias qu?nticas.

Laser de Pockels

O chip laser tem seu funcionamento baseado em um fen?meno f?sico conhecido como efeito Pockels, que altera o ?ndice de refra??o de um material na presen?a de um campo el?trico.

Uma c?lula de Pockels consiste em um cristal eletro-?ptico dotado de eletrodos. Quando um campo el?trico ? aplicado atrav?s desses eletrodos, o ?ndice de refra??o do cristal muda, alterando a velocidade da luz que passa por ele em diferentes dire??es de polariza??o. E o niobato de l?tio permitiu fazer isto com uma frequ?ncia in?dita.

"H? diversas aplica??es que buscamos e que j? podem se beneficiar do nosso projeto," disse Xue. "A primeira ? o LiDAR, que j? ? usado em ve?culos aut?nomos, mas uma forma mais avan?ada, conhecida como LiDAR de onda cont?nua modulada em frequ?ncia, requer uma ampla faixa de sintonia e um ajuste r?pido da frequ?ncia do laser, e ? isso que o nosso laser consegue fazer."

Os pesquisadores demonstraram como seu laser poder? ser usado para acionar um sistema LiDAR usando um disco girat?rio e identificando as letras U e R feitas de blocos de LEGO. Eles garantem que essa demonstra??o pode ser ampliada para detectar ve?culos e obst?culos nas velocidades e dist?ncias encontradas em uma rodovia.

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