Pesquisadores da Universidade de Stanford desenvolveram um amplificador óptico compacto que aumenta significativamente os sinais de luz usando pouca energia.
O dispositivo tem o tamanho de uma ponta de dedo e recicla energia dentro de um ressonador em loop. Isso permite amplificação robusta com ruído mínimo e ampla largura de banda.
A eficiência e o tamanho reduzido possibilitam sua integração em eletrônicos de consumo como laptops e smartphones. O amplificador pode funcionar até mesmo com baterias.
Os amplificadores ópticos funcionam de maneira semelhante aos amplificadores de áudio, mas intensificam a luz ao invés do som. As versões compactas tradicionais exigem muita energia para operar, o que limita sua eficiência.
O novo dispositivo, descrito na revista Nature, supera esse desafio ao reutilizar grande parte da energia necessária para seu funcionamento. Amir Safavi-Naeini, professor associado de física na Escola de Humanidades e Ciências de Stanford e autor sênior do estudo, destacou a versatilidade do amplificador.
Segundo ele, o dispositivo pode operar em todo o espectro óptico e ser integrado em um chip. O amplificador aumenta a intensidade de um sinal de luz em cerca de 100 vezes, consumindo apenas algumas centenas de miliwatts.
Esse consumo é muito menor do que o de dispositivos semelhantes disponíveis atualmente. Graças à eficiência e ao tamanho compacto, ele pode ser alimentado por bateria e incorporado em laptops ou smartphones.
Assim como seus equivalentes de áudio, os amplificadores ópticos podem introduzir ruído indesejado ao intensificar sinais. Os pesquisadores demonstraram, porém, que o design do novo amplificador minimiza esse problema.
O dispositivo também opera em uma gama mais ampla de comprimentos de onda do que os amplificadores existentes. Isso permite que carregue mais dados com menos interferência.
O doutorando Devin Dean, coautor do estudo e integrante do laboratório de Safavi-Naeini, explicou que a eficiência foi alcançada com um design ressonante semelhante ao usado em lasers. O sistema envia luz de volta sobre si mesma, permitindo que ela ganhe força ao longo do tempo.
Dentro do amplificador, a luz de bombeamento viaja em um caminho circular contínuo dentro de um ressonador. À medida que circula, ela se intensifica e amplia o sinal alvo de forma mais eficaz, produzindo saída mais forte com menos energia de entrada.
Dean afirmou que as possibilidades são amplas, pois o dispositivo pode ser produzido em massa e alimentado por baterias. Entre as aplicações potenciais estão comunicações de dados, biossensores e criação de novas fontes de luz.
Outros coautores de Stanford incluem Taewon Park, Martin Fejer, Hubert Stokowski, Sam Robison, Alexander Hwang, Luke Qi e Jason Herrmann. Dean, Park, Safavi-Naeini e Stokowski são inventores em um pedido de patente sobre métodos para alcançar vantagem quântica em sensores fotônicos com restrição de energia.
O trabalho foi apoiado pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa, pela NTT Research e pela Fundação Nacional de Ciência. Conforme reportagem do Science Daily, o avanço representa um passo importante na tecnologia óptica.
Leia também: Stanford revela como bactérias produzem DNA sem molde para bloquear vírus
📨 Inscreva-se na Newsletter de O Cafezinho
Receba nossas análises e as principais notícias diárias do Brasil e do Sul Global.
if(!email) { responses.innerHTML = "Por favor, insira um e-mail válido."; return; }
button.innerText = "Enviando..."; button.style.opacity = "0.7"; button.disabled = true; responses.innerHTML = "";
// Transforma a action nativa em endpoint JSONP e anexa os dados var formAction = this.action.replace('/post?', '/post-json?'); var formData = new FormData(this); var url = formAction;
for (var pair of formData.entries()) { url += "&" + encodeURIComponent(pair[0]) + "=" + encodeURIComponent(pair[1]); }
var script = document.createElement('script'); var callbackName = 'mailchimpCallback' + new Date().getTime(); window[callbackName] = function(data) { button.innerText = "ASSINAR"; button.style.opacity = "1"; button.disabled = false;
if (data.result === 'success') { responses.innerHTML = "✅ Inscrição confirmada com sucesso! Bem-vindo(a) ao O Cafezinho."; document.getElementById('mce-EMAIL-ajax').value = ''; } else { var msg = data.msg || ""; if(msg.includes('is already subscribed')) { msg = "⚠️ Este e-mail já está assinado na nossa newsletter."; } else if(msg.includes('too many')) { msg = "⚠️ Muitas tentativas. Tente novamente mais tarde."; } else if(msg.includes('domain')) { msg = "⚠️ O domínio do e-mail é inválido."; } else { msg = "⚠️ Erro: " + msg; } msg = msg.replace(/^[0-9]+\s-\s/, ''); responses.innerHTML = "" + msg + ""; } delete window[callbackName]; document.body.removeChild(script); };
url = url + '&c=' + callbackName; script.src = url; document.body.appendChild(script); });