Feixes não difrativos microestruturados em espalhamento eletromagnético: um estudo de Frozen Waves contínuas vetoriais na teoria generalizada de Lorenz-Mie

Resumo

Esta proposta de iniciação científica tem a finalidade de prover, ao estudante candidato, uma extensão natural e desafiadora dos conceitos adquiridos em sua primeira iniciação científica FAPESP. Para tanto, propõe um estudo teórico acerca de uma classe específica de feixes não difrativos que é altamente promissora para aprisionamento óptico: as chamadas frozen waves contínuas e vetoriais (FWCVs). Trata-se de ampliação de conceitos já vistos pelo estudante e que, até então, envolviam feixes de Bessel, frozen waves discretas e escalares (FWDEs) e forças ópticas exercidas por feixes de luz em partículas muito menores (regime de Rayleigh) ou muito maiores que o comprimento de onda (óptica geométrica), em espalhamento eletromagnético e interação luz-matéria. O cronograma, dividido em trimestres, evidencia uma primeira etapa de estudos avançados envolvendo feixes não difrativos e FWCVs. Em seguida, avança-se na teoria generalizada de Lorenz-Mie (GLMT - Generalized Lorenz-Mie Theory), com o intuito de aprofundar-se nos estudos em teoria eletromagnética e espalhamento eletromagnético, compreendendo melhor conceitos como seção de choque de pressão de radiação e coeficientes de Mie e lidando com funções especiais pouco encontradas nos cursos de graduação em Engenharia Elétrica. Por fim, são estabelecidas as relações entre FWCVs e a GLMT, através de coeficientes comumente designados de fatores de forma (BSCs - Beam Shape Coefficients) para campos incidentes, finalizando com cálculos numéricos simples (em linguagem Python ou através dos softwares Mathematica ou Matlab) de forças ópticas exercidas por tais feixes sobre partículas esféricas e dielétricas.