Projeto desenvolvido pela USP de São Carlos ganha prêmio internacional
em óptica difrativa e micro-óptica

No último dia 20 de junho uma equipe de pesquisadores da USP de São
Carlos venceu o "2000 Diffractive Beauty Contest" organizado pela
"Optical Society of America - OSA" durante o "Diffractive Optics and
Micro-Optics Topical Meeting"
(http://www.osa.org/mtg_conf/2000/DOMO/gen/DBeauty.htm), que este ano
realizou-se entre os dias 18 e 22 de julho na cidade de Quebec, Canada.
A equipe coordenada pelo Prof. Dr. Luiz Gonçalves Neto do Departamento
de Engenharia Elétrica da USP de São Carlos ganhou o primeiro prêmio da
"Divisão Artística" deste prestigioso concurso internacional
apresentando o trabalho "Complex-amplitude modulation diffractive
optical element" (Elemento óptico difrativo com modulação de amplitude
complexa), que além de apresentar propostas inovadoras no cálculo e
fabricação de micro-elementos ópticos difrativos, também apresentou uma
das melhores imagens até hoje geradas por um destes elementos, requisito
principal para a participação no concurso. O "Diffractive Beauty
Contest" é organizado a cada dois anos pela "Optical Society of america"
com o intuito de promover o desenvolvimento tecnológico da óptica
difrativa, desafiando a comunidade óptica a apresentar projetos técnicos
e ao mesmo tempo artísticos.

Segundo o Prof. Gonçalves, a óptica difrativa é uma nova tecnologia que
elimina quase todas as etapas dos métodos tradicionais (abrasão e
polimento) para a fabricação de elementos ópticos. Com as técnicas
convencionais, os elementos ópticos obtidos são lentes, que operam pelos
princípios da refração, e são fabricados pela realização de superfícies
esféricas ou cônicas contínuas sobre um material óptico. Na óptica
difrativa, os elementos são obtidos por intermédio de micro relevos
gravados na superfície de um material óptico transparente ou reflexivo.
Por operarem segundo o princípio da difração, estes elementos ópticos
são denominados de Elementos Ópticos Difrativos (EODs). Microlentes,
Redes de Difração, Hologramas de Fourier e Fresnel são EODs que podem
ser obtidos com esta tecnologia. Estes elementos são fabricados
utilizando-se as técnicas inicialmente desenvolvidas para a fabricação
de circuitos eletrônicos integrados: litografia óptica, corrosão por
plasma e litografia por feixe de elétrons. Estas técnicas permitem a
realização de geometrias arbitrárias diretamente na superfície do
material óptico, em dimensões extremamente reduzidas. Esta tecnologia
pode ser aplicada na fabricação de micro lentes de Fresnel para sistemas
de visão artificial; implementação de demultiplexadores ópticos e redes
de Bragg em fibras ópticas para aplicações em telecomunicações; filtros
holográficos para aplicações em reconhecimento de objetos e alvos;
conexões ópticas em microcircuitos; acoplamentos entre uma fibra óptica
e uma matriz de fotodetectores; discos holográficos para a armazenagem
paralela de informações; padrões ópticos para aplicações industriais;
hologramas para a autenticação de notas e cartões de crédito.

Gonçalves afirma que neste trabalho coordenado pela USP de São Carlos, a
principal contribuição foi a realização de um elemento óptico difrativo,
no caso um holograma de Fresnel, que realizasse de maneira controlada
não apenas a modulação da fase de uma frente de onda de luz, mas também
a modulação da amplitude da luz (atenuar a propagação da luz) sem sua
absorção, que poderia danificar ou destruir completamente o elemento
para aplicações com lasers de alta potência. "Desenvolvemos um elemento
óptico difrativo completo", avalia. "Além das aplicações descritas
anteriormentes, este elemente tem um uso potencial em todas as áreas da
óptica. Já encontramos uma aplicação imediata do elemento para o aumento
da resolução de telescópios ópticos", afirma o professor. Os resultados
dos nossos trabalhos serão publicados na revista "Optics & Photonics
News" publicada pela "Optical Society of America".

"Este prêmio traz um grande prestígio para a Universidade de São Paulo
pois a coloca mundialmente em destaque entre os poucos centros
universitários capazes de projetar e fabricar novos elementos ópticos
difrativos". Estes elementos estão sendo fabricados em colaboração com o
Laboratório de Sistemas Integráveis da EPUSP onde Gonçalves também
coordena um projeto para a fabricação de Micro-elementos ópticos. "Temos
fabricados vários elementos a um custo relativamente baixo. Na
indústria, o custo para a fabricação e o projeto de um único elemento
pode facilmente atingir valores superiores a US$ 30.000,00. Um
laboratório de pesquisa equipado para a caracterização dos materiais
envolvidos, a fabricação e o teste deste elementos facilmente atinge a
cifra dos US$ 1.000.000,00", avalia.

O projeto contou com a colaboração da aluna de doutorado Patrícia S. P.
Cardona do IF-USP; do aluno de doutorado Giuseppe A. Cirino, dos
professores Ronaldo Domingues Manzzano e Patrick Verdonck, todos do
LSI-EPUSP; do engenheiro Aristides Pavani Filho e do professor Curt Egon
Hennies, ambos do CTI - Campinas. Este projeto está sendo realizado com
recursos de projeto "Jovem Pesquisador" para a Implementação de
Microelementos Ópticos Difrativos financiado pela FAPESP, com o apoio de
uma bolsa de produtividade em pesquisa concedida pelo CNPq, e recursos
do Projeto USP São Carlos - Motorola S. A..

Mais informações: ( (0XX16) 273-9350, com o professor Luiz Gonçalves
Neto;
E-mail: lgneto@sel.eesc.sc.usp.br