Nanoestrutura de silício cristalino projeta hologramas com mais qualidade | AGÊNCIA FAPESP

Desenvolvida na USP em São Carlos, tecnologia produz imagens mais definidas, tridimensionais e sem fantasmas (foto: Augusto Martins / EESC-USP)

Nanoestrutura de silício cristalino projeta hologramas com mais qualidade

25 de junho de 2019

Agência FAPESP * – A Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da Universidade de São Paulo (USP) desenvolveu nanoestrutura de silício cristalino capaz de projetar imagens tridimensionais. As novas nanoestruturas transmitem com maior intensidade o laser que incide em sua superfície, resultando em imagens mais definidas e sem os chamados fantasmas.

Inédita, a aplicação foi criada pelo Grupo de Metamateriais, Microondas e Óptica (GMETA) do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da EESC. Na pesquisa, apoiada pela FAPESP, os cientistas projetaram alguns conjuntos de nanoestruturas, chamados de metassuperfícies, a fim de controlar as propriedades da luz.

“Uma tendência marcante no mercado tecnológico é a miniaturização dos dispositivos para torná-los cada vez mais compactos, mas sem comprometer seu desempenho. Basta ver a evolução dos celulares, notebooks e televisores ao longo dos anos, que estão ficando cada vez mais finos e eficientes em suas funções”, disse para Augusto Martins, um dos autores do trabalho. Segundo ele, a versatilidade e a fácil integração a outras tecnologias são algumas das principais vantagens de miniaturizar dispositivos.

Pelo fato de absorver menos luz em comparação a outros materiais utilizados em holografia, como o silício policristalino e o silício amorfo, o silício cristalino, escolhido pelos pesquisadores para a produção das metassuperfícies, possibilita a transmissão da luz do laser de forma mais intensa.

“Tais estruturas devem ser energeticamente eficientes, ou seja, a maior parte da luz que incide sobre elas deve ser convertida de forma útil nas aplicações para as quais foram desenvolvidas”, disse Martins, que testou a tecnologia projetando peças de xadrez holográficas.

Uma das metassuperfícies produzidas pelos pesquisadores trouxe outro diferencial ao trabalho: a possibilidade de observar hologramas em três dimensões. Para que isso fosse possível, foram projetadas nanoestruturas capazes de codificar dois hologramas simultaneamente, nas quais Martins aplicou a técnica de estereoscopia, responsável por proporcionar a sensação de profundidade em vídeos e imagens, obtida a partir do uso de óculos especiais.

“Essa projeção, chamada de estereograma, pode ser vista a partir da sobreposição de duas fotos de uma mesma cena, gravadas com câmeras adjacentes”, disse Martins, que projetou figuras de pequenos aviões para validar o método.

Segundo o professor Ben-Hur Viana Borges, um dos orientadores da pesquisa, as metassuperfícies são objeto recente de estudo dos pesquisadores de todo o mundo e prometem revolucionar o cenário tecnológico tanto em aplicações ópticas quanto de micro-ondas. Ele explica que a tecnologia pode ser utilizada em diversas áreas, como entretenimento, produção de lentes e até mesmo em segurança de informação.

“Do ponto de vista tecnológico, nosso trabalho resultou em avanços significativos que tornam a integração dessa tecnologia no mercado cada vez mais próxima”, disse Borges.

Resultados do estudo foram publicados no artigo Broadband c-Si metasurfaces with polarization control at visible wavelengths: applications to 3D stereoscopic holography, na revista Optics Express.

Além de Borges, o estudo foi orientado pelo professor Emiliano Martins e contou com a colaboração dos pesquisadores Juntao Li, Achiles da Mota, Vinicius Pepino, Yin Wang, Luiz G. Neto e Fernando Teixeira.

* com informações do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da EESC-USP. Leia mais em: www.sel.eesc.usp.br/sel/?p=7667.
 

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