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| Tiempo de lectura 5 minutos |
| Físicos han logrado un avance destacado en tecnología fotónica al crear moléculas de luz mediante la fusión de fibras ópticas. Esta investigación científica pionera ha revolucionado la física moderna y la óptica cuántica al demostrar la capacidad de las fibras ópticas para generar estructuras de luz complejas. Este hito representa un paso significativo hacia aplicaciones prácticas en comunicaciones ópticas avanzadas y computación cuántica. Los investigadores, académicos de ITMO University, Universidad de Chile y University of Rostock, encuentran en este descubrimiento una nueva frontera para explorar y aplicar en sus estudios teóricos y experimentales. La capacidad de manipular y controlar moléculas de luz mediante fibras ópticas abre nuevas posibilidades para el desarrollo de dispositivos fotónicos más eficientes y precisos. Este logro subraya la importancia de la investigación interdisciplinaria en física y óptica, destacando la colaboración entre expertos en diferentes campos científicos para alcanzar innovaciones significativas en la tecnología de la luz. |
Redes Fotónicas Moleculares. Futuro de la Luz
La investigación científica sobre la fabricación de moléculas fotónicas ha avanzado significativamente gracias a un equipo internacional de científicos liderado por el Dr. Rodrigo A Vicencio Poblete, académico del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile e investigador del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO). Junto a Vicencio Poblete, participaron Diego Román-Cortés y Christopher Cid Lara, también del Departamento de Física de la Universidad de Chile y del MIRO, junto con Maxim Gorlach y Maxim Mazanov de la ITMO University en Rusia, y Gabriel Cáceres Aravena de la Universidad de Rostock en Alemania. Este equipo multidisciplinario ha logrado un notable avance en la ciencia de la luz al crear redes fotónicas moleculares, publicando sus hallazgos en la revista científica Nano Letters. Utilizando guías de ondas en vidrio fabricadas con precisión, estas guías actúan como "átomos" de luz, permitiendo la creación de "moléculas" fotónicas que se comportan de manera similar a los átomos en una red atómica, abriendo nuevas posibilidades en la fotónica y la nanotecnología. Al respecto el Dr. Rodrigo Andrés Vicencio Poblete, manifestó: "Nuestro laboratorio en el Departamento de Física, en Beauchef (Santiago Centro), es capaz de fabricar guías de ondas (fibras ópticas) al interior de vidrio, donde cada una de ellas puede pensarse como si fuera un átomo. Entonces, al fabricar estas estructuras muy próximas en el espacio - 7 micrómetros o menos - logramos crear moléculas de luz y estudiar sus propiedades dentro de este ecosistema".
El profesor Rodrigo Vicencio, además agregó que "éstas moléculas había sido previamente propuesto con otras técnicas, pero no habían sido desarrolladas y estudiadas en una red específica y, además, mediante la excitación de distintos estados orbitales"
Implicaciones del Avance en la Fabricación de Moléculas Fotónicas
El éxito en la fabricación y caracterización de redes fotónicas moleculares con topología multiorbital abre nuevas y emocionantes perspectivas en diversos campos científicos y tecnológicos. Este avance en la fotónica permitirá la creación de dispositivos fotónicos avanzados, incluyendo memorias ópticas y cuánticas. La posibilidad de corregir imperfecciones en dispositivos fotónicos durante su construcción es crucial para mejorar la eficiencia y estabilidad de estas tecnologías. Además, la manipulación precisa de la luz a nivel molecular abre nuevas posibilidades para la investigación en física cuántica y óptica. El estudio de estados orbitales en ángulo mágico, que podrían inducir invisibilidad entre guías de ondas cercanas, promete revolucionar el desarrollo de nuevas tecnologías con aplicaciones en áreas como las telecomunicaciones y la computación cuántica.
Moléculas Fotónicas. Innovación en Fotónica
Para la fabricación de moléculas fotónicas, el equipo de revista científica, alemanes y rusos implementó un proceso que combina técnicas computacionales, escritura con nanotecnología de femtosegundos y caracterización con láser supercontinuo. En una primera etapa, se utilizaron técnicas computacionales y de simulación para el diseño teórico de las moléculas de luz. Posteriormente, se procedió a la fabricación de guías de ondas en vidrio utilizando un láser de femtosegundos, un proceso conocido como escritura fotónica. Cada guía de onda se comporta como un "átomo" dentro de esta red fotónica molecular. Para analizar la respuesta espectral de las muestras, se empleó un láser supercontinuo. El estudio experimental se enfocó en la observación de modos topológicos no convencionales, protegidos por el invariante Z2, que surgen de la interacción entre el acoplamiento interorbital y el mecanismo de dimerización geométrica.
Moléculas de Luz. Fabricación y Aplicaciones
Un equipo de investigadores ha logrado un avance pionero en la fabricación y estudio de moléculas de luz. Su enfoque innovador, publicado en la revista Nano Letters, combina la precisión del modelado teórico con la capacidad de manipulación de la experimentación avanzada. En la fase inicial, se emplearon técnicas computacionales y de simulación para diseñar las moléculas fotónicas. Posteriormente, se fabricaron estas moléculas fotónicas dentro de guías de ondas impresas en vidrio utilizando un láser de femtosegundos. Estas guías de ondas, comparables a átomos, se ubicaron a una proximidad de 7 micrómetros o menos, creando un entorno controlado para estudiar las propiedades de las moléculas de luz. Para caracterizar la respuesta espectral de las muestras, se utilizó un láser supercontinuo. Esta investigación es pionera en la fabricación y estudio de moléculas de luz dentro de una red específica utilizando la excitación de diferentes estados orbitales. Como próximos pasos, el equipo planea explorar geometrías más eficaces, incluyendo el estudio de estados orbitales en un "ángulo mágico". Este "ángulo mágico" podría inducir invisibilidad entre guías de ondas cercanas, abriendo nuevas posibilidades para el desarrollo de dispositivos fotónicos. La capacidad del equipo para corregir imperfecciones durante la construcción de los dispositivos, gracias a la combinación de modelado teórico y experimentación, representa un avance significativo con potencial para la creación de memorias ópticas y cuánticas. Este enfoque integrado subraya el compromiso del equipo con la innovación en la investigación fotónica, promoviendo avances significativos en el campo científico.
Fabricación de moléculas fotónicas
- Idea 1: Se han creado "moléculas" de luz fusionando fibras ópticas dentro del vidrio
Cada fibra óptica actúa como un "átomo", y al acercarlas a menos de 7 micrómetros, se forman estas moléculas de luz. Este proceso innovador permite estudiar las propiedades físicas de las moléculas de luz dentro de un entorno controlado.
- Idea 2: Correccion de imperfecciones en dispositivos fotónicos
El equipo de investigación ha desarrollado una técnica para corregir imperfecciones durante la construcción de dispositivos fotónicos, lo que lleva a una mayor estabilidad de las estructuras. Esta mejora en la fabricación de moléculas fotónicas es crucial para el avance de tecnologías como las memorias ópticas y cuánticas.
- Idea 3: Topología multiorbital en fotónica
La investigación explora el uso de moléculas fotónicas para crear estados orbitales en un "ángulo mágico". Se espera que este enfoque induzca invisibilidad entre guías de ondas cercanas, abriendo nuevas posibilidades en la fotónica y la manipulación de la luz. La investigación también ha demostrado la presencia de modos topológicos no convencionales protegidos por el invariante Z2. Este descubrimiento surge de la interacción entre el acoplamiento interorbital y el mecanismo de dimerización geométrica.
EQUIPO DE INVESTIGADORES
| AUTORES | INSTITUCION |
| Maxim Mazanov | Universidad ITMO |
| Diego Román-Cortés |
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| Gabriel Cáceres Aravena |
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| Cristóbal Cid |
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| Maxim A. Gorlach | Universidad ITMO |
| Rodrigo A. Vicencio Poblete |
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