Hologramas são imagens tridimensionais (3D) produzidas por feixes de luz interferentes que refletem objetos fa­sicos ou fotografias. Nos últimos anos, eles foram introduzidos em uma variedade de configurações, por exemplo, para aprimorar o treinamento de funciona¡rios ou criar arte mais envolvente.

Pesquisadores do Laborata³rio Nacional Lawrence Livermore, da Universidade da Califórnia em Berkeley e da Universidade de Princeton usaram recentemente a holografia para projetar um novo tipo de lente feita de plasma. Essa lente, apresentada em um artigo publicado na Physical Review Letters , pode permitir o desenvolvimento de lasers e tecnologias a³pticas mais avana§adas .

"Nosso trabalho em lentes de plasma surgiu de um esfora§o maior em a³ptica de plasma, onde tentamos projetar e construir componentes a³pticos de plasma em vez de materiais mais tradicionais , como vidro", Matthew Edwards, um dos pesquisadores que realizou o estudo, disse Phys.org. "O plasma éútil como material a³ptico porque pode tolerar uma intensidade de luz muito maior do que qualquer material sãolido e, portanto, podemos usar a a³ptica de plasma para construir lasers compactos de ultra-alta potaªncia".

As lentes difrativas que Edwards e seus colegas descrevem em seu artigo são baseadas em uma versão modificada da grade de difração de volume de plasma, uma renomada ferramenta física usada para separar cores na luz incidente. Por isso, ao elaborar seu projeto, os pesquisadores alavancaram conhecimentos e descobertas adquiridos em seus experimentos anteriores com grades.

Essencialmente, as novas lentes de plasma hologra¡fico usam a mudança de fase que ocorre quando a luz passa pelo plasma para criar uma placa de zona de fase. Este éessencialmente um tipo de a³ptica em que a interferaªncia construtiva e destrutiva da luz produz um ponto focal de alta intensidade após a lente.

"O plasma écriado e modificado pela interferaªncia entre um par de lasers de bomba mais fracos", disse Edwards. “A vantagem de uma lente difrativa éque ela éresiliente a imperfeições na densidade do plasma; o plasma édifa­cil de controlar, então essa robustez éimportante”.

As lentes projetadas por Edwards e seus colegas são baseadas em dois lasers de bomba colineares, com diferentes focos sobrepostos em um jato de gás. Por serem feitos de plasma, podem tolerar intensidades de luz muito altas, mil a um milha£o de vezes superiores a s toleradas por lentes de vidro ou lentes baseadas em outros materiais sãolidos não ionizados.

Em seu artigo, os pesquisadores descrevem os principais princa­pios de design das lentes de plasma difrativas. Além disso, eles apresentam os resultados de simulações para os dois mecanismos de plasma que sustentam seu funcionamento, ou seja, ionização espacialmente varia¡vel e flutuações de densidade de a­ons impulsionadas por ponderomotriz.

Edwards e seus colegas estãoentre os primeiros a projetar uma lente baseada em propriedades de plasma experimentalmente alcana§a¡veis. Atéagora, a lente foi projetada e simulada apenas teoricamente, mas em breve também podera¡ ser realizada experimentalmente, em ambientes de laboratório.

"Os parametros necessa¡rios para demonstrar experimentalmente as lentes são semelhantes aos que conseguimos com as grades de difração de plasma", disse Edwards.

A a³ptica de plasma provou ser uma ferramenta altamente promissora, pois éresistente a danos e pode ser usada para manipular luz de alta intensidade. No futuro, a lente criada por Edwards e outros componentes a³pticos semelhantes podera£o ser usados ​​para fabricar lasers de alta potaªncia e alto desempenho baseados em plasma.

“Esse tipo de a³ptica potencialmente permite a criação de lasers com potaªncias de pico muito mais altas do que as que podem ser construa­das hoje, abrindo novos regimes de física de alta intensidade para exploração”, disse Edwards. "Estamos agora trabalhando na criação de uma lente de plasma em laboratório, permitindo-nos examinar experimentalmente o desempenho e o comportamento desse tipo de a³ptica. Tambanãm estamos desenvolvendo outros tipos de a³ptica de plasma, com o objetivo de criar uma caixa de ferramentas abrangente de componentes de plasma para manipular luz de alta potaªncia ."