Instrumentação e sistemas optoeletrônicos baseados em técnicas holográficas e feixes ópticos não-difrativos

• Processo: 16/19131-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2019
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto da Rocha Gesualdi
• Beneficiário: Marcos Roberto da Rocha Gesualdi
• Instituição Sede: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Assunto(s): Holografia Dispositivos optoeletrônicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: dispositivos optoeletrônicos | Feixes não-difrativos | holografia | Instrumentação Optoeletrônica | materiais fotorrefrativos | Moduladores Espaciais de Luz | Instrumentação óptica, materiais e feixes ópticos

Resumo

Sistemas de instrumentação e técnicas ópticas vêem cada vez mais se tornando ferramentas extremamente úteis em aplicações cientificas e tecnológicas devido a sua precisão e velocidade de medição. Particularmente, a holografia é uma técnica interferométrico-difrativa que permite o registro e a reconstrução de imagens 3D de objetos, pois um holograma carrega as informações de intensidade e fase de um objeto 'holografado'. Recentemente, o aumento da capacidade de processamento e armazenagem dos microcomputadores e hardwares de processamento paralelo, o desenvolvimento de novos dispositivos optoeletrônicos, como os moduladores espaciais de luz (SLMs), as câmeras CMOS e CCDs (Coupled Charge Device) de alta resolução e novos materiais fotossensíveis; vem possibilitando, respectivamente, a viabilidade dos hologramas gerados por computador (CGH, Computer Generate Hologram) e a implementação experimental de sistemas holográficos de registro e reconstrução numéricas e ópticas de objetos tridimensionais e geração de feixes ópticos especiais. Por outro lado, os feixes não-difrativos tem se apresentado potenciais para diversas aplicações, devido suas propriedades não dispersivas e de serem resistente a difração, onde estes podem ser gerados experimentalmente via reconstrução óptica dos CGH's usando dispositivos SLMs ou holografia fotorrefrativa. O objetivo geral deste projeto de pesquisa é estudar e desenvolver uma instrumentação e sistemas optoeletrônicos baseados em técnicas holográficas e feixes não-difrativos. Desta forma, numa primeira proposta, nós pretendemos desenvolver um sistema de manipulação óptico-holográfico de micro e nano partículas baseados em feixes não-difrativos. Numa segunda proposta, nós pretendemos estudar e montar um sistema de interferometria óptico-holográfico baseado em feixes não-difrativos e analisar sua precisão e funcionalidade. Numa terceira e última proposta deste projeto, nós pretendemos estudar e desenvolver um sistema de projeção 3D baseado em uma matriz composta pela superposição de feixes não-difrativos gerados pela superposição co-axial de feixes de Bessel, onde cada feixe se comportaria como um pixel 3D de imagem. Todos os fundamentos dos sistemas propostos estão embasados teórica e experimentalmente em trabalhos realizados pelo nosso grupo e outros na literatura; bem como, apresentam um alto grau de originalidade e se encontram na fronteira do conhecimento nesta área, visto que esta instrumentação ainda não está desenvolvida ou consolidada, com excelentes perspectivas de êxito do projeto. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SUAREZ, RAFAEL A. B.; NEVES, ANTONIO A. R.; GESUALDI, MARCOS R. R.. Optical trapping with non-diffracting Airy beams array using a holographic optical tweezers. OPTICS AND LASER TECHNOLOGY, v. 135, MAR 2021. (16/19131-6)

SUAREZ, RAFAEL A. B.; GESUALDI, MARCOS R. R.. Propagation of Airy beams with ballistic trajectory passing through the Fourier transformation system. OPTIK, v. 207, APR 2020. (16/19131-6)

SUAREZ, RAFAEL A. B.; NEVES, ANTONIO A. R.; GESUAL, MARCOS R. R.. Optimizing optical trap stiffness for Rayleigh particles with an Airy array beam. JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA B-OPTICAL PHYSICS, v. 37, n. 2, p. 264-270, FEB 1 2020. (16/19131-6)

SUAREZ, RAFAEL A. B.; AMBROSIO, LEONARDO A.; NEVES, ANTONIO A. R.; ZAMBONI-RACHED, MICHEL; GESUALDI, MARCOS R. R.. Experimental optical trapping with frozen waves. OPTICS LETTERS, v. 45, n. 9, p. 2514-2517, MAY 1 2020. (16/19131-6, 15/26444-8, 17/10445-0)

ZAMBONI-RACHED, MICHEL; RECAMI, ERASMO; VIEIRA, TARCIO A.; GESUALDI, MARCOS R. R.; NOBRE-PEREIRA, JESSYCA. Structured Light by Linking Diffraction-Resistant Spatially Shaped Beams. PHYSICAL REVIEW APPLIED, v. 10, n. 3, SEP 12 2018. (15/26444-8, 16/19131-6)

SUAREZ, RAFAEL A. B.; NEVES, ANTONIO A. R.; GESUALDI, MARCOS R. R.. Generation and characterization of an array of Airy-vortex beams. Optics Communications, v. 458, MAR 1 2020. (16/19131-6)

YEPES, V, INDIRA S.; VIEIRA, TARCIO A.; SUAREZ, RAFAEL A. B.; FERNANDEZ, SANTIAGO R. C.; GESUALDI, MARCOS R. R.. Phase and intensity analysis of non-diffracting beams via digital holography. Optics Communications, v. 437, p. 121-127, APR 15 2019. (16/19131-6)