Feixes de luz não difrativos microestruturados para micromanipulação óptica

Resumo

Diversos grupos de pesquisa nacionais e internacionais vêm atualmente se dedicando a análises teóricas, numéricas e experimentais de ondas não difrativas em acústica, micro-ondas e óptica, óptica biomédica, medicina e até mesmo em física de partículas e ondas gravitacionais. Em particular, especializamo-nos em classes específicas de feixes não difrativos com as recentes demonstrações teóricas e experimentais, na ordem espacial de metros, das Frozen Waves (FWs) e das chamadas DARBs (Diffraction-Attenuation Resistant Beams), ambas baseadas em superposições discretas ou contínuas de feixes de Bessel escalares ou vetoriais para obtenção de feixes extremamente resistentes aos efeitos da difração e, também, da atenuação. Recentemente, o proponente iniciou, juntamente com pesquisadores nacionais e internacionais, a introdução de FWs e DARBs de energia infinita e baseados em superposições discretas de feixes escalares e vetoriais (circularmente simétricos) de Bessel no campo do aprisionamento óptico, através de formalismos teóricos associados ao espalhamento eletromagnético por partículas esféricas. Algumas propriedades importantes, como seções de choque de pressão de radiação, proporcionais às forças ópticas, foram analisadas. Dado o grande interesse de tais campos de luz nessa área, este projeto de pesquisa tem como foco o avanço dos estudos teóricos e numéricos do modelamento espaço-temporal destes feixes microestruturados, visando descrições confiáveis, analíticas ou numéricas, dentro do contexto da teoria generalizada de Lorenz-Mie. Durante os dois anos de vigência, pretende-se estender as pesquisas anteriores de maneira a englobar FWs/DARBs vetoriais, discretas e também contínuas, e de energia finita (truncados, fisicamente realizáveis). Além disso, é de interesse considerar outros graus de liberdade, como torque óptico e momento angular orbital, para feixes de ordem superior, importantes e interessantes em diversas aplicações em pinças ópticas e guiamento óptico de átomos. A presente proposta, situando-se na fronteira do conhecimento desta importante área de pesquisa, tem seu cronograma dividido em trimestres, e será realizado com o apoio de importantes nomes e grupos nacionais e internacionais da área. (AU)