La revista Nature Materials publicó en línea un importante hallazgo de investigación en el campo de la interconexión de dispositivos nanofotónicos.
Investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghái, el Centro Nacional de Nanociencia y Tecnología y otras instituciones resolvieron con éxito el reto de transmitir señales ópticas a través de estructuras en dispositivos nanofotónicos aprovechando el efecto de «estela», similar al producido por el paso de un barco. Este enfoque abre un nuevo camino para el futuro de la conexión remota, la guía precisa y el control direccional de las señales de fotones, mejorando significativamente las capacidades de computación óptica y procesamiento de información.
En el campo de la nanofotónica, el transporte eficiente de señales ópticas entre diferentes estructuras es un reto clave para aumentar la integración de dispositivos nanofotónicos. Los polaritones son un tipo especial de onda de luz superficial generada por la interacción de la luz y la materia. Pueden comprimir la luz a escala nanométrica, logrando una potente mejora del campo óptico.
Gracias a su excepcional confinamiento de la luz, baja pérdida de energía y significativa direccionalidad, los polaritones muestran un gran potencial para la integración de dispositivos nanofotónicos. Sin embargo, el campo luminoso generado por los polaritones se desintegra rápidamente, lo que dificulta su transmisión a través de diferentes estructuras, un obstáculo clave que restringe su aplicación en dispositivos fotónicos prácticos.
En este estudio, los investigadores se inspiraron en el fenómeno de las ondas con fugas, que irradian energía al espacio circundante. Combinaron ingeniosamente la potente capacidad de enfoque de los polaritones con las propiedades de propagación direccional de las ondas con fugas para crear un nuevo patrón de ondas de luz en un material estratificado especial, similar a la estela de un barco. Esta ‘estela de luz’ supera con éxito la dificultad de la transmisión de ondas de luz entre diferentes estructuras materiales. En el experimento, las ondas de luz de alta velocidad se ‘filtran’ de una estructura específica, formando una estela controlable, como un barco que avanza a través del agua. Es a lo largo de esta estela que los polaritones se filtran al material circundante, logrando la transmisión entre estructuras, afirmó Hu Hai, coautor del artículo e investigador asociado del Centro Nacional de Nanociencia y Tecnología.
Investigaciones posteriores revelaron que al rotar las capas de material, se puede modular la dirección, la forma y la velocidad de propagación de la ‘estela de luz’. Dai Qing, profesor de la Universidad Jiao Tong de Shanghái y coautor del artículo, afirmó que este trabajo combina ingeniosamente el confinamiento de luz a nanoescala con capacidades de transmisión de campo lejano. No solo resuelve el problema científico de la transmisión de polaritones entre estructuras a nanoescala desde una perspectiva fundamental, sino que también lo impulsa hacia el nivel de dispositivos controlables, integrados y prácticos. Esto tiene una gran importancia para promover el desarrollo de tecnologías como la computación óptica y la información de alta velocidad de procesamiento.
