Un equipo del laboratorio de Redes Fotónicas del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile desarrolló moléculas fotónicas capaces de guiar luz en largos trayectos dentro de un chip óptico, creando lo que los investigadores denominan «puentes de luz». El trabajo fue publicado en la revista ACS Photonics.
El estudio aborda el problema de lograr que distintos sistemas interactúen a distancia, una interacción que normalmente disminuye con la separación y se anula cuando los sistemas están muy alejados.
«Conseguir un acoplamiento a larga distancia es una solución, primero, tecnológica ya que permite conectar distintos procesos ópticos que ocurren en distintos lugares dentro de un chip fotónico. Segundo, y más fundamental, la inclusión de acoplamientos de largo alcance permite transformar las propiedades de transporte de un sistema, por ejemplo, transformando un sistema que irradia energía a uno que la atrapa», señaló el investigador de la Universidad de Chile y del Instituto Milenio de Investigación en Óptica, Rodrigo Vicencio.
Según el equipo, el resultado abre la posibilidad de elaborar sistemas fotónicos complejos para computación basada en luz, con un procesamiento más rápido. «Esta investigación ofrece una nueva solución para hacer que sistemas fotónicos inicialmente no interactuantes, desacoplados, puedan, en un instante deseado, acoplarse a otros para compartir energía o información», agregó Vicencio.
El proyecto comenzó hace unos dos años. En ese período se fabricaron sistemas fotónicos en el laboratorio y se estudiaron moléculas de distintos tamaños, caracterizadas con diferentes láseres. Posteriormente se identificó una red específica donde probar el concepto, modificando sus propiedades dinámicas mediante la excitación de las moléculas que actúan como puentes de luz.
El equipo chileno trabajó junto a investigadores de la Universidad ITMO de San Petersburgo, Rusia, quienes realizaron cálculos numéricos. El diseño y el trabajo experimental se realizaron íntegramente en la Universidad de Chile, que cuenta con un laboratorio de redes fotónicas que emplea la técnica de escritura por láser de femtosegundos, la cual permite crear guías de luz dentro de materiales transparentes como el vidrio.
Actualmente, el equipo trabaja en nuevas aplicaciones de estas estructuras, incluyendo sistemas para controlar pérdidas de energía, separar luz según su color y conectar distintas partes de chips fotónicos de manera programable.
El trabajo, titulado «Long-Range Evanescent Coupling through Photonic Molecules», fue liderado por Rodrigo Vicencio y contó con la participación de los estudiantes de postgrado del DFI-FCFM Romina Abarca, encargada de la fabricación y caracterización de las guías de ondas, y Diego Román, responsable de los cálculos computacionales.
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