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

• Processo: 16/19131-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de junho de 2017 - 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

(7)

(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.; 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)

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.; 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.; 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)

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)

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)

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)