As principais linhas de pesquisa desenvolvidas no Laboratório de Óptica são em: materiais fotossensíveis, fabricação de materiais micro- e nanoestruturados e imagens tridimensionais. Essas linhas de pesquisa têm em comum o uso de uma mesma técnica, chamada holografia, que consiste na gravação de um padrão de interferência, formado pela superposição de ondas coerentes (geradas por lasers), sobre um material fotossensível. As pesquisas desenvolvidas no grupo abrangem desde a pesquisa básica até a pesquisa aplicada, incluindo o desenvolvimento de técnicas e dispositivos para aplicações na indústria e na medicina.

Os materiais fotossensíveis - Materiais fotossensíveis são materiais que mudam suas propriedades, tais como absorção, solubilidade e índice de refração, sob ação de luz de comprimento de onda apropriado. Dessa forma, eles podem ser utilizados para registro de informação (memórias ópticas e hologramas) ou para micro- e nanofabricação de estruturas.

Entre os materiais fotossensíveis estudados no Laboratório de Óptica, estão os cristais fotorrefrativos e as fotorresinas. Nos cristais fotorrefrativos, a luz altera o índice de refração e a condutividade elétrica desses materiais, enquanto que nas fotorresinas a luz altera sua solubilidade. Assim, enquanto numa fita magnética a informação é armazenada na magnetização (que varia em cada parte do material) e no CD ela é gravada na forma de minúsculos furos numa película, nos cristais fotorrefrativos a luz é armazenada na forma de variações no índice de refração do cristal. Uma das vantagens dos cristais fotorrefrativos em relação aos CDs é que a informação pode ser gravada não apenas na superfície do material, mas em todo o seu volume, aumentando assim enormemente a quantidade de informação registrada. Além disso, nesses materiais o processo de gravação é reversível, podendo-se gravar, apagar e gravar por cima inúmeras vezes.

Cristal fotorrefrativo de niobato de litio observado com luz branca entre polarizadores cruzados

Imagens tridimensionais holográficas - A técnica da holografia se tornou popular pela sua capacidade de reproduzir imagens tridimensionais dos objetos, podendo iludir perfeitamente o cérebro humano, que o interpreta como se fosse o objeto real. O grupo tem investigado as técnicas de imagem holográfica em várias frentes, criando telas que funcionam com luz branca. A equipe tem construído inclusive protótipos de uma TV holográfica. O grupo tem feito desde 1981 uma exposição sobre holografia aberta a todo o público.

Holograma didático feito no Laboratório de Óptica, que permite estudar a anatomia do cérebro humano

Materiais nanoestruturados - Ao contrário do que normalmente se imagina, a holografia não serve apenas para criar imagens tridimensionais. Ela também pode ser usada para estudar os materiais fotossensíveis, assim como para fabricar materiais nanoestruturados. Estes materiais nanoestruturados podem ter diferentes aplicações, tanto na área de fotônica como em microfluídrica. Um exemplo de aplicação em microfluídrica são as nanopeneiras, que podem ser utilizadas em dispositivos de micro e nanofiltração. Outro tipo de material nanoestruturado são os cristais fotônicos, que podem ser utilizados para manipular as propriedades ópticas destes materiais, e as estruturas plasmônicas que podem ser utilizadas para fabricação de sensores.

Nanopeneiras produzidas no LO

Rede de difração produzida no LO

Atividades de extensão - O Laboratório de Óptica tem grande participação nas atividades de ensino de Óptica no IFGW, ministra as disciplinas de óptica do IFGW, tem reformulado o programa das disciplinas e contribuiu também para a instalação do Laboratório de Ensino de Óptica do Instituto. Além disso, desenvolve também experimentos didáticos e recebe a cada semestre cerca de mil alunos de escolas públicas para uma sessão de palestra multimídia e experimentos.

Por se tratar também de uma área de grande interesse tecnológico, o grupo realiza atividades de consultoria para empresas e cursos de extensão relacionados à Óptica, destinados a professores e técnicos de empresas do Brasil.

Uma das bancadas com equipamentos do Laboartório de Óptica

História do grupo

O Laboratório de Óptica teve seu início entre 1977, por iniciativa do Prof. Carlos Alfredo Argüello, que pertencia ao Grupo de Propriedades Ópticas dos Materiais. O objetivo era fortalecer a óptica básica no Instituto e criar uma infraestrutura para projeto e confecção de componentes ópticos, dando às pesquisas em óptica que eram realizadas no IFGW uma orientação mais instrumental e aplicada. As linhas de pesquisa iniciais eram o projeto e confecção de sistemas ópticos e a holografia. No grupo, foram realizados os primeiros experimentos de holografia no Brasil.

Em 1978, teve inicio a linha de pesquisa na área de materiais fotossensíveis. Os primeiros materiais estudados foram as resinas fotossensíveis. A partir de 1985, começaram os trabalhos com cristais fotorrefrativos. Com o passar do tempo, o leque se ampliou e hoje existe uma gama de materiais fotossensíveis pesquisadas pelo grupo.

As atividades aplicadas deram origem a uma empresa "spin-off" em Campinas, destinada a transferir tecnologia e desenvolver instrumentação para a indústria, principalmente para medida de vibrações mecânicas. As pesquisas sobre holografia evoluíram até a criação de protótipos de televisão holográfica.