Crédito:Suus van den Akker
Investigadores del instituto FOM AMOLF y la Universidad de Texas en Austin han creado una calle compacta de un solo sentido para la iluminación. Eso es notable porque las ondas de luz generalmente pueden moverse en ambas direcciones dentro de un material. Los chips ópticos podrían beneficiarse de la nueva funcionalidad, ya que permite una nueva forma de enrutar los datos codificados en las señales luminosas.
Los investigadores publicaron sus resultados en Comunicaciones de la naturaleza el 29 de noviembre.
¿Como funciona?
Aunque el efecto no suele ser perceptible, la luz que golpea un objeto ejerce una pequeña fuerza, 'empujando' ligeramente el objeto que ilumina. En algunos casos, la luz incluso puede hacer que un objeto pequeño se mueva. Los investigadores utilizaron este hecho para producir una calle de un solo sentido para la iluminación. Lo lograron atrapando temporalmente la luz que pasa a través de una fibra óptica en un anillo perfectamente formado con un diámetro más pequeño que el de un cabello humano. En tal anillo la luz puede circular fácilmente 100, 000 veces, lo que refuerza considerablemente la fuerza que ejerce sobre las paredes. Como resultado, el anillo se expande ligeramente. Posteriormente, los investigadores introdujeron una segunda onda de luz con un color ligeramente diferente al primero. Debido a la interferencia de ambas ondas de luz, el anillo vibra, pero solo si las dos ondas se mueven a través del anillo en la misma dirección. Como el sistema ha sido diseñado de tal manera que la fibra óptica solo permite el paso de la luz si el anillo vibra, la luz de la dirección opuesta está bloqueada.
Con la ayuda de una fibra óptica (violeta), los investigadores pudieron atrapar la luz en un anillo. Cuando dos colores diferentes (rojo y verde claro) comienzan a circular en la misma dirección en el anillo, luego el anillo comienza a vibrar. Como resultado de esto, se deja pasar la luz. Como la luz verde oscuro que se mueve en la dirección opuesta no hace que el anillo vibre, la luz en esa dirección está bloqueada. Crédito:Investigación fundamental sobre la materia (FOM)
Solicitud
Los principios demostrados podrían ser muy importantes para garantizar que la luz se mueva en la dirección correcta en los chips ópticos. Los datos actuales ya se transportan en gran medida en forma de luz. El procesamiento de información en circuitos ópticos en chips tiene grandes ventajas en comparación con las alternativas electrónicas, especialmente porque la luz consume mucha menos energía. Sin embargo, Un componente que falta en estos chips ópticos hasta la fecha ha sido un aislador óptico:un componente que permite que las ondas pasen en una dirección, pero bloquea las ondas en la otra dirección, controlando así el transporte de señales. El experimento demuestra un prototipo de un aislador muy compacto, que también se puede encender y apagar activamente con luz.
Investigación teórica y de seguimiento
Los investigadores tradujeron las observaciones de laboratorio en una teoría general de "aislamiento optomecánico". Esta teoría describe y predice que la implementación del tráfico unidireccional será posible en una amplia gama de sistemas diferentes. Esto incluye sistemas que permiten un procesamiento aún más rápido de señales ópticas. Es más, los investigadores demuestran que el aislador también podría funcionar para ondas de radio, lo que podría hacer posible su aplicación en futuras computadoras cuánticas.
