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Luz estruturada: controlando a intensidade, fase, carga topológica, trajetória e ramificações de feixes e pulsos ópticos no espaço livre e em meios materiais

Resumo

As chamadas ondas não-difrativas, também conhecidas como ondas localizadas, constituem um sólido campo de pesquisa teórico e experimental. Atualmente, o grau de desenvolvimento neste campo de pesquisa é tal que o nome "ondas não-difrativas" tornou-se restritivo demais. Não se trata mais de apenas obter feixes e pulsos resistentes à difração, mas também de propriedades como resistência à dispersão e atenuação, que são consideradas e obtidas teórica e experimentalmente, da mesma forma, o modelamento espaço-temporal da intensidade de feixes e pulsos ópticos e até mesmo o controle da polarização e do momento angular orbital têm sido realizados tanto em teoria quanto em laboratórios. Este novo campo que se abre, o qual podemos chamar de "ondas localizadas estruturadas", possui aplicações nas mais diversas áreas, como em medicina, imagens por ultrassom, pinças ópticas, guiamento óptico de átomos, alinhamento óptico, sensoriamento remoto, comunicações ópticas no espaço livre, óptica não-linear, mecânica quântica, etc. A presente proposta situa-se na fronteira do conhecimento desta importante área de pesquisa, tendo como foco o estudo teórico e experimental sobre o controle da intensidade, fase, carga topológica (i.e., momento angular orbital), polarização, trajetória e ramificações de feixes e pulsos ópticos no espaço livre e em meios materiais. Serão ainda estudadas e avaliadas as possíveis aplicações em manipulação óptica, sensoriamento remoto, comunicações ópticas e fotônica. O trabalho será desenvolvido ao longo de um ano e contará com a colaboração de importantes grupos de pesquisa internacionais e nacionais, a saber: o grupo do Prof. Federico Capasso (um dos cientistas mais renomados mundialmente nas áreas de óptica e fotônica), da Harvard University, o grupo do Prof. Mo Mojahedi, da University of Toronto, o grupo do Prof. Ayman Abouraddy, da University of Central Florida, o grupo do Prof. Marcos Gesualdi, da Universidade Federal do ABC, o grupo do Prof. Leonardo Ambrósio, da USP de São Carlos, e o grupo do Prof. Kléber Zuza, da Universidade Federal do Ceará. (AU)

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