Na verdade, uma das maiores limitações enfrentadas por essas tecnologias é algo muito menos visível: a forma como os componentes ópticos ainda são fabricados.

É isso que a Phaseshift , empresa do portfólio da Cambridge Enterprise Ventures , se propôs a mudar ao aproveitar a pesquisa pioneira em materiais ópticos e sua montagem realizada pela Universidade de Cambridge.

O cofundador e diretor de tecnologia (CTO), Amit Agrawal, professor associado de Engenharia Óptica  na Universidade de Cambridge e membro do Trinity College, dedicou mais de uma década ao desenvolvimento dos materiais e da abordagem subjacentes.

Agrawal explica: "Os sistemas ópticos modernos ainda dependem muito do que é conhecido como 'óptica de volume', lentes, prismas e espelhos cuidadosamente empilhados e alinhados com extrema precisão. Embora eficazes, esses sistemas apresentam limitações reais. Eles aumentam o tamanho, o peso e o custo, além de serem difíceis de escalar."

"Em diversas áreas avançadas, isso está se tornando um gargalo."

Na computação quântica, a capacidade de controlar um número crescente de qubits é limitada pelas restrições físicas dos sistemas ópticos. Em centros de dados, a precisão necessária para montar componentes ópticos afeta tanto o rendimento quanto a velocidade de produção.

"Em setores como o de imagem, LiDAR (mapeamento a laser do ambiente, importante para aplicações como veículos autônomos) e realidade aumentada, o mesmo padrão se repete. O hardware subjacente está limitando o avanço dessas tecnologias", afirma Agrawal.

A Phaseshift está abordando esse desafio de uma perspectiva fundamentalmente diferente. Em vez de depender de vidro curvo para curvar e moldar a luz, a empresa está desenvolvendo dispositivos ópticos planos conhecidos como metassuperfícies.

Tratam-se de estruturas ultrafinas, padronizadas em escala nanométrica, que atuam como um sistema microscópico de controle de tráfego, moldando e direcionando a luz com precisão em uma única interface plana.

Agrawal afirma: "Essas metassuperfícies permitem que componentes ópticos avançados sejam fabricados usando os mesmos processos de fundição de semicondutores em larga escala utilizados para produzir microchips, em vez de serem montados peça por peça."

Isso reduz o peso dos sistemas ópticos em até 20 vezes e sua espessura em até 100 vezes, permitindo a produção de múltiplos componentes mais rapidamente e a um custo menor. A empresa utiliza processos de litografia semelhantes aos usados em fábricas de semicondutores para imprimir circuitos em chips de silício.

Um dos principais diferenciais da Phaseshift é sua abordagem aos materiais. Muitas das primeiras plataformas de óptica plana dependem do silício, o que as limita a certos comprimentos de onda da luz. A Phaseshift desenvolveu uma capacidade mais ampla em diversos materiais, permitindo sua operação nas faixas ultravioleta e visível, essenciais para aplicações como sistemas quânticos.

Isso amplia as possibilidades de uso da tecnologia. Com aplicações em sistemas quânticos, sensoriamento avançado e comunicações, a plataforma reflete uma mudança mais ampla na forma como os sistemas ópticos podem ser construídos e implementados.

Em sensoriamento avançado, isso poderia dar suporte a áreas como sistemas de imagem e LiDAR usados em campos como tecnologias autônomas e instrumentação científica.

Desde a miniaturização de sistemas quânticos do tamanho de uma sala até a redução da demanda energética em infraestruturas críticas, a direção a seguir está se tornando mais clara.

À medida que a óptica avança em direção a designs planos baseados em semicondutores, a Phaseshift está desenvolvendo sistemas escaláveis que podem suportar essa transição, visto que a era do vidro maciço está chegando ao fim e o futuro da luz é completamente plano.

Adaptado de um artigo publicado originalmente pela Cambridge Enterprise.