Figura 1. El proceso de conversión de frecuencia de la luz utilizando un límite espacio-temporal. Crédito:Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
Un equipo de KAIST desarrolló una técnica óptica para cambiar el color (frecuencia) de la luz utilizando un límite espacio-temporal. La investigación se centra en la realización de un límite espacio-temporal con un grado de libertad mucho mayor que los resultados de estudios anteriores mediante la fabricación de una estructura metálica delgada sobre una superficie semiconductora. Se espera que tal límite espacio-temporal sea aplicable a un dispositivo óptico del tipo de película ultrafina capaz de cambiar el color de la luz.
El dispositivo de conversión de frecuencia óptica juega un papel clave en la tecnología de comunicación y medición de precisión, y el dispositivo se ha desarrollado principalmente sobre la base de la no linealidad óptica.
Si la intensidad de la luz es muy fuerte, el medio óptico responde de forma no lineal, por lo que los fenómenos ópticos no lineales, como duplicación de frecuencia o mezcla de frecuencia, se puede observar. Estos fenómenos ópticos no lineales se realizan normalmente mediante la interacción entre un láser de alta intensidad y un medio no lineal.
Como método alternativo, la conversión de frecuencia se observa modificando temporalmente las propiedades ópticas del medio a través del cual viaja la luz utilizando un estímulo externo. Dado que la conversión de frecuencia de esta manera se puede observar incluso con poca luz, esta técnica podría resultar particularmente útil en la tecnología de las comunicaciones.
Sin embargo, la modificación rápida de las propiedades ópticas del medio por un estímulo externo y las técnicas posteriores de conversión de frecuencia de la luz se han investigado solo en el régimen pertubativo, y ha sido difícil realizar estos resultados teóricos en aplicaciones prácticas.
Para realizar una idea tan conceptual, El profesor Bumki Min del Departamento de Ingeniería Mecánica y su equipo colaboraron con el profesor Wonju Jeon del Departamento de Ingeniería Mecánica y el profesor Fabian Rotermund del Departamento de Física. Desarrollaron un material óptico artificial (metamaterial) al disponer una microestructura metálica que imita una estructura atómica y lograron crear un límite espacio-temporal cambiando abruptamente la propiedad óptica del material artificial.
Si bien los estudios anteriores solo modificaron ligeramente el índice de refracción del medio, Este estudio proporcionó un límite espacio-temporal como plataforma para diseñar y cambiar libremente las propiedades espectrales del medio. Usando esto, el equipo de investigación desarrolló un dispositivo que puede controlar la frecuencia de la luz en gran medida.
El equipo de investigación dijo que un límite espacio-temporal, que solo se consideró conceptualmente en investigaciones previas y se realizó en el régimen pertubativo, fue desarrollado como un paso que se puede realizar y aplicar.
El profesor Min dijo:"La conversión de frecuencia de la luz se vuelve designable y predecible, por lo que nuestra investigación podría aplicarse en muchas aplicaciones ópticas. Esta investigación presentará una nueva dirección para los proyectos de investigación de medios que varían en el tiempo en el campo de la óptica ".
Figura 2. La amplitud compleja de la luz a la frecuencia convertida con la variación de un límite espacio-temporal. Crédito:Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
Un equipo de KAIST desarrolló una técnica óptica para cambiar el color (frecuencia) de la luz utilizando un límite espacio-temporal. La investigación se centra en la realización de un límite espacio-temporal con un grado de libertad mucho mayor que los resultados de estudios anteriores mediante la fabricación de una estructura metálica delgada sobre una superficie semiconductora. Se espera que tal límite espacio-temporal sea aplicable a un dispositivo óptico del tipo de película ultrafina capaz de cambiar el color de la luz.
El dispositivo de conversión de frecuencia óptica juega un papel clave en la tecnología de comunicación y medición de precisión, y el dispositivo se ha desarrollado principalmente sobre la base de la no linealidad óptica.
Si la intensidad de la luz es muy fuerte, el medio óptico responde de forma no lineal, por lo que los fenómenos ópticos no lineales, como duplicación de frecuencia o mezcla de frecuencia, se puede observar. Estos fenómenos ópticos no lineales se realizan normalmente mediante la interacción entre un láser de alta intensidad y un medio no lineal.
Como método alternativo, la conversión de frecuencia se observa modificando temporalmente las propiedades ópticas del medio a través del cual viaja la luz utilizando un estímulo externo. Dado que la conversión de frecuencia de esta manera se puede observar incluso con poca luz, esta técnica podría resultar particularmente útil en la tecnología de las comunicaciones.
Sin embargo, la modificación rápida de las propiedades ópticas del medio por un estímulo externo y las técnicas posteriores de conversión de frecuencia de la luz se han investigado solo en el régimen pertubativo, y ha sido difícil realizar estos resultados teóricos en aplicaciones prácticas.
Para realizar una idea tan conceptual, El profesor Bumki Min del Departamento de Ingeniería Mecánica y su equipo colaboraron con el profesor Wonju Jeon del Departamento de Ingeniería Mecánica y el profesor Fabian Rotermund del Departamento de Física. Desarrollaron un material óptico artificial (metamaterial) al disponer una microestructura metálica que imita una estructura atómica y lograron crear un límite espacio-temporal cambiando abruptamente la propiedad óptica del material artificial.
Si bien los estudios anteriores solo modificaron ligeramente el índice de refracción del medio, Este estudio proporcionó un límite espacio-temporal como plataforma para diseñar y cambiar libremente las propiedades espectrales del medio. Usando esto, el equipo de investigación desarrolló un dispositivo que puede controlar la frecuencia de la luz en gran medida.
El equipo de investigación dijo que un límite espacio-temporal, que solo se consideró conceptualmente en investigaciones previas y se realizó en el régimen pertubativo, fue desarrollado como un paso que se puede realizar y aplicar.
El profesor Min dijo:"La conversión de frecuencia de la luz se vuelve designable y predecible, por lo que nuestra investigación podría aplicarse en muchas aplicaciones ópticas. Esta investigación presentará una nueva dirección para los proyectos de investigación de medios que varían en el tiempo en el campo de la óptica ".
