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Investigadores DFI-MIRO desarrollan método para generar ondas de luz en chips fotónicos

Investigadores desarrollan método para generar ondas de luz en chips

En la investigación en óptica, las redes fotónicas han entregado nuevas formas de estudiar y transmitir información mediante luz. Recientemente, investigadores del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO), en el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, lograron manipular una red fotónica para generar "paquetes de onda”.

El trabajo se desarrolló en el Laboratorio de Redes Fotónicas que dirige el académico de la Universidad de Chile, e investigador asociado de MIRO, Rodrigo A. Vicencio, en cuyas instalaciones se fabricaron el 100% de estas redes fotónicas.

El estudio titulado “Generador de paquetes de ondas basado en radiación en redes unidimensionales, fue publicado en la revista de física de materiales norteamericana Physical Review B, bajo la autoría de los investigadores posdoctorales Bastián Real y Diego Guzmán (U de Chile-MIRO) y el profesor Rodrigo A. Vicencio (U. de Chile - MIRO).

“Este trabajo nos permitió implementar una técnica de generación de ondas muy específicas para el estudio de las propiedades de ciertos materiales. En física, estas ondas se utilizan ampliamente como técnica estándar para estudiar diversos sistemas de forma no destructiva. Sin embargo, la generación de este tipo de ondas es, en la práctica, imposible, dada la forma que tienen”, explica Vicencio. 

El objetivo de su trabajo fue encontrar una solución efectiva para generar estos “paquetes de ondas”. ¿Cómo lo hicieron? Produjeron estas ondas en un chip fotónico, usando una red unidimensional, que permitió caracterizar propiedades de otros sistemas fotónicos.

“En nuestra área, una red corresponde a un conjunto de guías de ondas (o fibras ópticas micrométricas) idénticas y equi-espaciadas. Cuando una de ellas es modificada, como por ejemplo cambiando su distancia respecto a las otras, dicha guía de ondas se transforma en una impureza o defecto. Hemos descubierto que cuando se ilumina dicha impureza con un láser, se genera un frente de luz bastante coherente en las otras guías de ondas, viajando a una velocidad bien definida. A esto nos referimos con un paquete de ondas”, explica Bastián Real, uno de los autores del estudio.

La producción de estos “paquetes”, comentan, tendría el potencial de ampliar las posibilidades de transporte de información a través de sistemas fotónicos, por lo que su impacto tendría relación con diversificar el estudio y uso de la fotónica.

El estudio, que tomó un año de trabajo para culminar en esta publicación, constó de una parte teórica, en la que se realizaron simulaciones computacionales, y una parte experimental, con la fabricación de redes fotónicas y su posterior caracterización. Para ello, se utilizó un láser de femtosegundos, con el fin de crear guías de ondas, y luego un láser “supercontinuo”, componentes ópticos, como lentes y espejos, y una cámara para capturar la luz, y así estudiar las guías.

Ya realizada esta publicación, para los investigadores queda mejorar la manipulación y el control de este generador de paquete de ondas para, de esa forma, aumentar su versatilidad, así como testear la técnica desarrollada con nuevos materiales.

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