A formação de nanojatos fotônicos por micoesferas dielétricas: revisão de literatura

Este trabalho tem como objetivo apresentar os motivos pelos quais são utilizadas microesferas die- létricas para a formação de nanojatos fotônicos, por meio de uma revisão de literatura. Nanojatos fotônicos são feixes estreitos de alta intensidade de energia que se localizam na parte posterior de estruturas geométricas dielétricas. Esse fenômeno ocorre quando objetos dielétricos de tamanho micrométrico são iluminados adequadamente, resultando em uma localização espacial do campo altamente confinada na parte traseira do objeto, ultrapassando o limite de difração clássico sem estar próxima à superfície no campo próximo. Desta maneira, os nanojatos fotônicos têm diversas aplicações, como focalização de luz em nanoescala, controle da polarização da luz, intensidade e distribuição dos campos elétricos e magnéticos, guiamento de luz através de canais estreitos, baixa atenuação, amplificação do campo eletromagnético e alta sensibilidade. Posto isso, a revisão de literatura é essencial, pois oferece uma visão detalhada e crítica dos estudos e avanços realizados entre 2004 e 2023. Ela identifica tendências, lacunas de conhecimento e avanços tecnológicos na área. A revisão abrange os princípios teóricos da utilização das microesferas, os materiais comuns na sua fabricação e as diversas aplicações tecnológicas emergentes, como em microscopia de super-resolução e comunicação óptica. Somado a isso, foi realizado um levantamento quantitativo de publicações para quantificar o interesse crescente na pesquisa sobre microesferas dielétricas e nanojatos fotônicos ao longo dos anos. Esse levantamento evidencia um aumento significativo no número de estudos, refletindo a relevância e o potencial impacto dessa tecnologia. A análise quantitativa mapeia as áreas de maior atividade de pesquisa, identifica os principais autores e instituições envolvidas

This work aims to present the reasons why dielectric microspheres are used for the formation of photonic nanojets through a literature review. Photonic nanojets are narrow, high-intensity energy beams located at the rear of dielectric geometric structures. This phenomenon occurs when micrometer-sized dielectric objects are properly illuminated, resulting in a highly confined spatial field localization at the object’s rear, extending beyond the classical diffraction limit without being near the surface in the near field. In this way, photonic nanojets have various applications, such as nanoscale light focusing, control of light polarization, intensity and distribution of electric and magnetic fields, guiding light through narrow channels, low attenuation, electromagnetic field enhancement, and high sensitivity. Therefore, the literature review is essential as it offers a detailed and critical overview of the studies and advancements made between 2004 and 2023. It identifies trends, knowledge gaps, and technological advancements in the field. The review covers the theoretical principles behind the use of microspheres, the common materials used in their fabrication, and the various emerging technological applications, such as in super-resolution microscopy and optical communication. Additionally, a quantitative survey of publications was conducted to quantify the growing interest in research on dielectric microspheres and photonic nanojets over the years. This survey highlights a significant increase in the number of studies, reflecting the relevance and potential impact of this technology. The quantitative analysis maps the areas of highest research activity, identifies the main authors and institutions involved, and highlights the key conferences and journals where these works are published.