Leonardo André Ambrosio.

The subject of structured optical fields, also known as structured light, represents a robust theoretical and experimental research field. Controlling fundamental properties of optical beams and pulses-such as intensity, phase, polarization, trajectory, angular momentum density, etc.-has applications in many areas like medicine, ultrasound imaging, optical tweezers, atom guiding, optical alignment, remote sensing, free-space optical communications, nonlinear optics, quantum mechanics, etc. This research project stands at the frontier of knowledge in this field, focusing on theoretical and experimental studies to control the fundamental properties of optical beams in linear (homogeneous and inhomogeneous) and nonlinear media. Specifically, the research will address: (a) spatial modeling of non-diffracting optical beams in Kerr-type nonlinear media (with positive and negative n2 nonlinear coefficients) and their application in constructing light-based guiding structures; (b) development of an optimization method to produce structured optical beams in stratified media for photonics, holography, and medical physics applications; (c) development of a hybrid method combining structured light techniques and differential geometry with the goal of enhancing customized and simultaneous modeling of fundamental physical parameters of an optical beam along a predefined three-dimensional curved trajectory, with potential applications in optical tweezers and atom guiding. The research will be both theoretical and experimental, collaborating with researchers at the University of Toronto (Canada), Eindhoven University of Technology (Netherlands), University of São Paulo (USP), and Federal University of Ceará (UFC). This research is planned to unfold over a period of two years at the School of Electrical and Computer Engineering at the University of Campinas (Unicamp). Experimental generation of structured optical fields will primarily be conducted in collaboration with optics and photonics groups at the University of Toronto and Eindhoven University of Technology, including planned visits by the academic to these institutions for colaboration and project oversight.

A proposta aqui apresentada objetiva compreender o desenvolvimento de sistemas capazes de integrar a atividade cerebral humana com computadores e maquinários para conceber uma interface cérebro-computador não invasiva que lance mão da atividade neural decorrente da imagética motora de membros superiores mais especificamente, das mãos e seus dedos para: (i) a consolidação de uma interação binária com imagens volumétricas tridimensionais 3D, visando não apenas ampliar as fronteiras do entretenimento digital, da realidade aumentada/virtual e do ensino, mas também impactar a realidade médico-hospitalar ao viabilizar uma nova maneira de interação homem-ambiente que pode, por exemplo, ser aplicada tanto para o benefício daqueles com alguma limitação motora por meio da reabilitação por estímulo visual, quanto no campo da visualização e manipulação de dados e imagens médicas, e (ii) o desenvolvimento de uma cadeira de rodas inteligente, autônoma e colaborativa que, dentre as várias possíveis funcionalidades, possa deslocar-se em ambientes tanto residenciais quanto laborais, de um ponto a outro, apenas com comandos mentais, com potencial para uso futuro por pessoas com mobilidade reduzida no desempenho de atividades esportivas. A proposta, com temas inovadores e na fronteira do conhecimento, é multidisciplinar e conta com pesquisadores do Departamento de Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia de São Carlos (SELEESCUSP) e do Departamento de Fisioterapia da Universidade Federal de São Carlos (DFisio/UFSCar), com produtos finais patenteáveis e de apelo não apenas acadêmico, mas principalmente social.

Este projeto tem como objetivo investigar, teórica e experimentalmente, uma classe de ondas não difrativas as chamadas Frozen Waves (FWs) como feixes de luz para novas técnicas em projeção holográfica e como feixes alternativos no aprisionamento óptico em sistemas de pinças ópticas e em armadilhas fotoforéticas em displays de aprisionamento óptico (OTDs). Por serem arbitrariamente modeláveis em seus padrões de intensidade nas escalas centimétrica, mili ou micrométricas, FWs possuem apelo tanto na geração de múltiplas e simultâneas armadilhas ópticas como na iluminação controlada em pontos pré-definidos do espaço, possibilitando projeções holográficas sem redução de resolução axial, com geração de imagens 2D e 3D de alta qualidade. A análise aqui suposta é de tríplice aspecto: teórico, computacional e prático. Como resultados, espera-se: (i) a geração experimental de FWs 2D e 3D, (ii) a geração experimental de armadilhas fotoforéticas com FWs, (iii) novos formalismos teóricos no cálculo de forças fotoforéticas para FWs e feixes arbitrários para além de ondas planas, no contexto de teorias generalizadas de Lorenz-Mie, para fins de futura adoção de FWs em OTDs, (iv) predições de forças de aprisionamento em sistemas de pinças ópticas para FWs 2D e 3D. A presente proposta, que se situa na fronteira do conhecimento no que se refere a novas técnicas de holografia por computador, imagens 2D e 3D, OTDs e múltipla captura óptica para biologia, óptica, fotônica e telecomunicações, tem seu cronograma dividido em trimestres e será realizado com o colaboração de renomados grupos de pesquisa no Brasil e no exterior.

Displays 3D volumétricos (DVs) são displays capazes de prover imagens 3D reais, visíveis a um usuário sobpraticamente quaisquer ângulos de visão, com muitas aplicações inexploradas em engenharia, física e medicina e ainda com largo espaço para melhorias. Aqui, são investigados avanços tecnológicos em DVs em sistemas de interface cérebro-computador (BCI) e para aplicações em imagens 2D e 3D no ar. No primeiro caso, pretende-se projetar e construir uma BCI visual não invasiva baseada em capacete ou fones de ouvido de interface neural para controle mental de um DV com LEDs suportados por placas rotativas, treinando usuários e classificando seus sinais de eletroencefalograma (EEG). As hipóteses aqui são a de incorporação de pistas de profundidade em reabilitação por estímulos visuais de sistemas de BCI, hoje restrita a displays 2D, e a de controle mental do acionamento do dispositivo e da subsequente geração de imagens simples. No segundo caso, levanta-se a hipótese acerca da viabilidade experimental de se usar feixes de luz estruturada baseados em superposições de feixes não difrativos de Bessel (chamados de "Frozen Waves", FWs) para a captura óptica simultânea de micropartículas individualmente controláveis a partir de forças de origem térmica (fotoforéticas), estas últimas utilizadas nos DVs de armadilha óptica (OTDs) recentemente propostos na literatura. OTDs são, atualmente, um dos DVs mais próximos das versões futuristas de filmes de ficção. Todavia, em OTDs o feixe de captura ainda é incapaz de prover múltiplas armadilhas. A hipótese se mostra plausível tendo em vista que a capacidade de aprisionar e manipular micropartículas através de forças não térmicas de espalhamento e de gradiente usando FWs já foi demonstrada por este grupo. Estando na fronteira do conhecimento, apresentando caráter inovador e com grande potencial de aplicação em engenharia, medicina e física, este projeto se enquadra nas áreas de Tecnologias "Habilitadoras" e "para Qualidade de Vida". OBS.: O segundo caso (armadilhas fotoforéticas) foi alterado para estudos em FWs acústicas.

Bolsa de Produtividade em Pesquisa nível 1D

As chamadas ondas não-difrativas, também conhecidas como ondas localizadas, constituem um sólido campo de pesquisa teórico e experimental. Atualmente, o grau de desenvolvimento neste campo de pesquisa é tal que o nome "ondas não-difrativas" tornou-se restritivo demais. Não se trata mais de apenas obter feixes e pulsos resistentes à difração, mas também de propriedades como resistência à dispersão e atenuação, que são consideradas e obtidas teórica e experimentalmente, da mesma forma, o modelamento espaço-temporal da intensidade de feixes e pulsos ópticos e até mesmo o controle da polarização e do momento angular orbital têm sido realizados tanto em teoria quanto em laboratórios. Este novo campo que se abre, o qual podemos chamar de "ondas localizadas estruturadas", possui aplicações nas mais diversas áreas, como em medicina, imagens por ultrassom, pinças ópticas, guiamento óptico de átomos, alinhamento óptico, sensoriamento remoto, comunicações ópticas no espaço livre, óptica não-linear, mecânica quântica, etc.. A presente proposta situa-se na fronteira do conhecimento desta importante área de pesquisa, tendo como foco o estudo teórico e experimental sobre o controle da intensidade, fase, carga topológica (i.e., momento angular orbital), polarização, trajetória e ramificações de feixes e pulsos ópticos no espaço livre e em meios materiais. Serão ainda estudadas e avaliadas as possíveis aplicações em manipulação óptica, sensoriamento remoto, comunicações ópticas e fotônica. O trabalho será desenvolvido ao longo de um ano e contará com a colaboração de importantes grupos de pesquisa internacionais e nacionais, a saber: o grupo do Prof. Federico Capasso (um dos cientistas mais renomados mundialmente nas áreas de óptica e fotônica), da Harvard University, o grupo do Prof. Mo Mojahedi, da University of Toronto, o grupo do Prof. Ayman Abouraddy, da University of Central Florida, o grupo do Prof. Marcos Gesualdi, da Universidade Federal do ABC, o grupo do Prof. Leonardo Ambrósio, da USP de São Carlos, e o grupo do Prof. Kléber Zuza, da Universidade Federal do Ceará.

O contínuo aumento na complexidade dos dispositivos atuais, observados particularmente desde o advento dos metamateriais (e de sua versão bidimensional, denominada metasuperfície) se deve, em grande parte, ao avanço nos processos de fabricação (incluindo prototipagem rápida), e às modernas e cada vez mais abrangentes ferramentas de simulação numérica. Infelizmente, o Grupo de Metamateriais (GMeta, um dos maiores, mais bem equipados e produtivos do Brasil) não dispõe atualmente de uma infraestrutura computacional que atenda nossas necessidades em um horizonte de médio prazo e que, principalmente, continue a garantir a seus membros a possibilidade de produzir pesquisa em seu estado-da-arte. Portanto, a presente proposta tem por objetivo principal modernizar a infraestrutura de pesquisa do GMeta, algo que não é feito desde 2013. E para isso, esta proposta seguirá duas linhas principais: 1) quanto a infraestrutura de pesquisa, aquisição de licenças do software de simulação eletromagnética baseado em elementos finitos COMSOL Multiphysics, e aquisição de um gerador de sinais na faixa de micro-ondas; e 2) quanto a pesquisa e desenvolvimento inovadores, esta proposta contempla novos dispositivos eletromagnéticos, em seu estado-da-arte, em diversas faixas de frequência. Os softwares comerciais pleiteados por este projeto permitirão um inestimável ganho de produtividade na análise de diversos problemas eletromagnéticos (além de serem um benchmark valioso para a validação de diversas aplicações já em desenvolvimento no Grupo). Portanto, esperamos diversas contribuições originais para esta proposta (tanto teóricas quanto experimentais) nas faixas de frequências de micro-ondas, THz, e ópticas, com aplicações inovadoras voltadas para óptica difrativa (imageamento, óptica planar, holografia, manipulação de feixes), forças eletromagnéticas, sensoriamento, dentre outras. É importante ressaltar que estas aplicações já estão em andamento, e que esta proposta envolve todos os professores, alunos, e pesquisadores do Grupo de Metamateriais.

O contínuo aumento na complexidade dos dispositivos atuais, observados particularmente desde o advento dos metamateriais (e de sua versão bidimensional, denominada metasuperfície) se deve, em grande parte, ao avanço nos processos de fabricação (incluindo prototipagem rápida), e às modernas e cada vez mais abrangentes ferramentas de simulação numérica. Infelizmente, o Grupo de Metamateriais (GMeta, um dos maiores, mais bem equipados e produtivos do Brasil) não dispõe atualmente de uma infraestrutura computacional que atenda nossas necessidades em um horizonte de médio prazo e que, principalmente, continue a garantir a seus membros a possibilidade de produzir pesquisa em seu estado-da-arte. Portanto, a presente proposta tem por objetivo principal modernizar a infraestrutura de pesquisa do GMeta, algo que não é feito desde 2013. E para isso, esta proposta seguirá duas linhas principais: 1) quanto a infraestrutura de pesquisa, aquisição de licenças do software de simulação eletromagnética baseado em elementos finitos COMSOL Multiphysics, e aquisição de um gerador de sinais na faixa de micro-ondas; e 2) quanto a pesquisa e desenvolvimento inovadores, esta proposta contempla novos dispositivos eletromagnéticos, em seu estado-da-arte, em diversas faixas de frequência. Os softwares comerciais pleiteados por este projeto permitirão um inestimável ganho de produtividade na análise de diversos problemas eletromagnéticos (além de serem um benchmark valioso para a validação de diversas aplicações já em desenvolvimento no Grupo). Portanto, esperamos diversas contribuições originais para esta proposta (tanto teóricas quanto experimentais) nas faixas de frequências de micro-ondas, THz, e ópticas, com aplicações inovadoras voltadas para óptica difrativa (imageamento, óptica planar, holografia, manipulação de feixes), forças eletromagnéticas, sensoriamento, dentre outras. É importante ressaltar que estas aplicações já estão em andamento, e que esta proposta envolve todos os professores, alunos, e pesquisadores do Grupo de Metamateriais.

Este projeto pretende explorar características vantajosas de classes específicas de feixes não difrativos mili e microestruturados para novas técnicas de aprisionamento e micromanipulação de partículas biológicas e auxiliares, além de investigar a viabilidade de uso de tais campos de luz em displays holográficos com laser ou volumétricos. Como uma das principais características que favorecem a incorporação destes campos exóticos nas áreas aqui escolhidas, temos a grande capacidade de resistir não somente aos efeitos da difração - como é usual no caso de ondas não difrativas ou pseudo não difrativas - mas também à atenuação/absorção. Além disso, os recentes estudos realizados pelo presente autor demonstram ser possível que tais feixes sejam estruturados não apenas ao longo de um eixo, mas também sobre superfícies e regiões volumétrica particulares do espaço. Com isso, vislumbram-se suas implantações experimentais e adoções comerciais a médio prazo como novos feixes de laser seja para aprisionamento óptico simultâneo e em múltiplos planos, seja como fontes alternativas de luz em displays holográficos. Nesta última situação, caso comprovada a viabilidade, pretende-se patentear o processo ou o produto final correspondente. Para aprisionamento óptico (sistemas de pinças ópticas), explorar-se-ão descrições analíticas destes feixes para uma maior compreensão de propriedades ópticas (forças e torques) associadas à captura de partículas biológicas, dentro do contexto da teoria generalizada de Lorenz-Mie (GLMT), além de códigos e algoritmos eficientes para simulação em espalhamento eletromagnético nos regimes de Rayleigh, de Mie e de óptica geométrica, que deverão se tornar softwares livres para a comunidade científica da área. Assim, como resultado esperamos, entre outros, (i) descrições confiáveis, analíticas ou numéricas, dos feixes específicos aqui adotados, no formalismo da GLMT, e estudos de propriedades ópticas de interesse em captura e manipulação ópticas; (ii) propostas de experimentos em sistemas de pinças ópticas; (iii) softwares livres para simulações em espalhamento eletromagnético; (iv) análise de viabilidade de uso de tais feixes em displays holográficos (ou volumétricos), e (v) patente de produto ou processo final em caso de sucesso do item (iv).

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. OBS: Em contratação junto à FAPESP.

Ondas não difrativas constituem sólido e frutífero campo de pesquisa teórico e experimental em nosso país, sendo diversos os estudos atuais em Física e em Engenharia Elétrica, como em acústica, micro-ondas e óptica, comunicações no espaço livre, sensoriamento remoto, alinhamento óptico, óptica biomédica, medicina, etc.. Em particular, investigações teóricas importantes foram recentemente desenvolvidos pelo proponente com feixes de Bessel (FB) escalares e suas superposições discretas (Frozen Waves, FW) visando possíveis aplicações em aprisionamento óptico. Como resultado de cooperações, surgiu uma interessante interação com o grupo de óptica da Universidade de Rouen, na França, na figura do Prof. emérito Gérard Gouesbet, um dos maiores especialistas mundiais em espalhamento eletromagnético e responsável por grande parte do desenvolvimento da teoria generalizada de Lorenz-Mie (GLMT), durante a década de 80. Assim, este projeto tem como foco uma análise teórica e numérica mais aprofundada acerca da validade das descrições de FWs escalares atualmente utilizadas, e baseadas na chamada "aproximação localizada", e a possibilidade de descrições mais eficientes a partir de considerações vetoriais. Esta análise teve início em 2016 com FB individuais mas, tendo o proponente uma série de trabalhos em congressos e revistas acerca de FWs como feixes de luz para aprisionamento óptico, a validação dos resultados até agora obtidos, ou uma descrição mais eficiente e confiável de tais campos de onda, torna-se imperativa na busca por comprovações experimentais. A ser desenvolvido em cerca de um mês e meio, junto ao Grupo de Óptica da Universidade de Rouen, França, este projeto situa-se como fronteiriço na busca por predições teóricas precisas visando a introdução, em aprisionamento óptico, dessa importante e promissora classe de feixes não difrativos capaz de vencer os obstáculos da difração e também da atenuação.

Ondas não difrativas constituem sólido e frutífero campo de pesquisa teórico e experimental em nosso país, sendo diversos os estudos atuais em Física e em Engenharia Elétrica, como em acústica, micro-ondas e óptica, comunicações no espaço livre, sensoriamento remoto, alinhamento óptico, óptica biomédica, medicina, etc.. Em particular, investigações teóricas importantes foram recentemente desenvolvidas pelo proponente com feixes de Bessel (FB) escalares e suas superposições discretas (Frozen Waves, FW) visando possíveis aplicações em aprisionamento óptico. Como resultado de cooperações, surgiu uma interessante interação com o grupo de óptica da Universidade de Rouen, na França, na figura do Prof. emérito Gérard Gouesbet, um dos maiores especialistas mundiais em espalhamento eletromagnético e responsável por grande parte do desenvolvimento da teoria generalizada de Lorenz-Mie (GLMT), durante a década de 80. Assim, este projeto tem como foco uma análise teórica e numérica mais aprofundada acerca da validade das descrições de FWs escalares atualmente utilizadas, e baseadas na chamada "aproximação localizada", e a possibilidade de descrições mais eficientes a partir de considerações vetoriais. Esta análise teve início em 2016 com FB individuais mas, tendo o proponente uma série de trabalhos em congressos e revistas acerca de FWs como feixes de luz para aprisionamento óptico, a validação dos resultados até agora obtidos, ou uma descrição mais eficiente e confiável de tais campos de onda, torna-se imperativa na busca por comprovações experimentais. A ser desenvolvido em cerca de um mês e meio, junto ao Grupo de Óptica da Universidade de Rouen, França, este projeto situa-se como fronteiriço na busca por predições teóricas precisas visando a introdução, em aprisionamento óptico, dessa importante e promissora classe de feixes não difrativos capaz de vencer os obstáculos da difração e também da atenuação.

As chamadas ondas não-difrativas, também conhecidas como ondas localizadas, constituem hoje um sólido campo de pesquisa teórico e experimental, com aplicações nas mais diversas áreas, como em medicina, imagens por ultrasom, pinças ópticas, guiamento óptico de átomos, alinhamento óptico, sensoriamento remoto, comunicações ópticas no espaço livre, óptica não-linear, mecânica quântica, etc.. Este projeto de pesquisa tem como foco o estudo teórico e experimental do modelamento espaço-temporal de feixes e pulsos ópticos com momento angular orbital e resistentes aos efeitos concomitantes da difração, dispersão e atenuação, visando aplicações em fotônica, comunicações ópticas e guiamento óptico de átomos. O trabalho será desenvolvido ao longo de dois anos na Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Unicamp, com a colaboração de alguns importantes centros de pesquisas nacionais e internacionais, com os quais o candidato possui estreita colaboração desde vários anos, a saber: Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade de Toronto (Canadá); Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação do Virginia Polytechnic Institute (EUA); Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da USP de São Carlos; Laboratório de Fotônica da UFABC; Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Paraná; Departamento de Engenharia Elétrica do Instituto Federal do Maranhão. A presente proposta situa-se na fronteira do conhecimento desta importante área de pesquisa e será detalhada no projeto.

Ondas não-difrativas vêm sendo, durante a última década, objetos de intensos estudos e
análises por diversos e importantes grupos de pesquisa nacionais e internacionais, com propostas
de aplicações em acústica, micro-ondas e óptica, mecânica, geofísica, óptica biomédica, medicina
e até mesmo em física de partículas e ondas gravitacionais. Com as nossas recentes
demonstrações teóricas e experimentais das Frozen Waves (FW) e das chamadas DARBs
(Diffraction?Attenuation Resistant Beams), baseadas em superposições de feixes de Bessel para
obtenção de feixes extremamente resistentes aos efeitos da difração e, também, da absorção e
atenuação, surge a natural tendência de encontrar soluções e descrições analíticas adequadas,
além de potenciais aplicações, para tais soluções da equação de onda escalar (ou vetorial) nas
mais diversas escalas espaciais, entre elas, em dimensões milimétricas e/ou micrométricas como,
por exemplo, nas áreas de pesquisa do pesquisador principal, isto é, em aprisionamento e
manipulação ópticos. Inserindo?se nesse contexto, o projeto aqui proposto busca transformar em
realidade teórica e numérica o uso de FWs, DARBs e outras novas classes de ondas nãodifrativas
em problemas de propagação e espalhamento eletromagnéticos, valendo?se de suas
significativas propriedades de modulação de perfis longitudinais de intensidade adicionalmente
às demais características já bem documentadas, tais como auto-reconstrução e resistência à
difração por longas distâncias. O cronograma, dividido em etapas trimestrais, prevê períodos de
estudos teóricos e tratamentos numéricos, objetivando a inserção de tais feixes como campos
eletromagnéticos alternativos e eficientes nos mais diversos problemas de propagação e
espalhamento eletromagnéticos em aplicações mili- e micrométricas.

As ondas localizadas ou também chamadas de não difrativas, têm sido objeto de intensa pesquisa no grupo do proponente, principalmente do ponto de vista teórico. Como resultado, várias propriedades de fundamental importância científica como tecnológica tem sido publicadas nas mais importantes revistas da área, e como reconhecimento da nossa liderança internacional, recentemente editamos o primeiro livro no assunto através de uma editora de grande prestígio e, também, nos foi concedida uma patente internacional. A consequência natural do nosso trabalho é partir para a implementação experimental das nossas predições teóricas, e daí a presente proposta, que ter por objetivo projetar e desenvolver estruturas ópticas capazes de gerar de forma eficiente e compacta dois tipos de ondas localizadas: as chamadas ?Ondas Congeladas? ou do inglês: Frozen Waves, e os ?Feixes Resistentes à Difração e Atenuação?, ou do inglês, Diffraction-Attenuation Resistant Beams. Para tal, faz-se necessário dispormos de recursos para a fabricação das estruturas projetadas e também, dispor de uma infraestrutura (laboratório) adequada e dedicada para a caracterização experimental das mesmas. Cumpre observar que a geração de tais ondas constitui por si só um resultado inédito de grande impacto científico e tecnológico.

As ondas localizadas ou também chamadas de não difrativas, têm sido objeto de intensa pesquisa no grupo do proponente, principalmente do ponto de vista teórico. Como resultado, várias propriedades de fundamental importância científica como tecnológica tem sido publicadas nas mais importantes revistas da área, e como reconhecimento da nossa liderança internacional, recentemente editamos o primeiro livro no assunto através de uma editora de grande prestígio e, também, nos foi concedida uma patente internacional. A conseqüência natural do nosso trabalho é partir para a implementação experimental das nossas predições teóricas, e daí a presente proposta, que ter por objetivo projetar e desenvolver estruturas ópticas capazes de gerar de forma eficiente e compacta dois tipos de ondas localizadas: as chamadas ?Ondas Congeladas? ou do inglês: Frozen Waves, e os ?Feixes Resistentes à Difração e Atenuação?, ou do inglês, Diffraction-Attenuation Resistant Beams. Para tal, faz-se necessário dispormos de recursos para a fabricação das estruturas projetadas e também, dispor de uma infra-estrutura (laboratório) adequada e dedicada para a caracterização experimental das mesmas. Cumpre observar que a geração de tais ondas constitui por si só um resultado inédito de grande impacto científico e tecnológico.

O grande crescimento que se espera da internet com a proliferação de vídeos de alta definição, de serviços banda larga e móveis, de aplicações em tempo real e conteúdos gerados pelos usuários só será viável com avanços tecnológicos que permitam o barateamento das telecomunicações e que, ao mesmo tempo, permitam uma redução substancial do tamanho e consumo energético dos dispositivos das redes. O INCT Fotônica para Comunicações Ópticas (FOTONICOM) pequisa novas tecnologias que poderão viabilizar esse crescimento. O desenvolvimento de dispositivos nanofotônicos integrados e compatíveis com produção de escala estão dentre as pesquisas do FOTONICOM. A principal missão do FOTONICOM é estabelecer um programa para o desenvolvimento nacional das comunicações ópticas por meio de melhoras nos sistemas de pesquisa e de educação, na transferência de conhecimento para a sociedade e na interação academia-empresa. Grupos articulados de pesquisa compartilham facilidades laboratoriais e se complementam em competência para realizar pesquisas fundamentais em dispositivos fotônicos, sistemas e redes ópticas. Possuem ainda colaborações externas com grupos de excelência no exterior. O FOTONICOM está sediado na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Campinas é um pólo industrial e de PD em Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC), e a Unicamp tem uma longa tradição na formação de recursos humanos para este pólo e na realização de pesquisas de alta qualidade em comunicações ópticas. O Instituto agrega pesquisadores de diferentes unidades da Unicamp: Instituto de Física, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação e Instituto de Computação. Conta com uma excelente infra-estrutura de pesquisa, incluido laboratórios para fabricação de micro/nano dispositivos fotônicos, fabricação e caracterização de fibras ópticas, óptica não linear em fibras e guias de onda, sistemas DWDM de alta capacidade, um cluster computacional para modelagem de dispositivos, etc.

O CePOF - Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica - é um centro multidisciplinar para pesquisa, inovação e difusão em Óptica e Fotônica. As atividades de pesquisa incluem estudos fundamentais em sistemas e dispositivos para comunicações ótpicas e em fotônica exploratória (ciências dos materiais, ciências da vida, metrologia óptica e óptica quântica).