Los investigadores demostraron recientemente la realización de un microláser integrado basado en un diseño novedoso que emite luz en modos quirales. produciendo así sacacorchos de luz. Se dice que un objeto es quiral si se puede distinguir de su imagen especular. Debido a su forma helicoidal, los sacacorchos son un ejemplo particularmente bueno.

Tales objetos quirales son de naturaleza ubicua, desde galaxias en rotación hasta la doble hélice de ADN. La quiralidad de la luz se puede definir cuando su fase se enrolla a lo largo de su eje de propagación. En la década de 1990, se reconoció que aprovechar una característica tan quiral de los campos de luz, llamado momento angular orbital (OAM), podría ser tecnológicamente ventajoso. En efecto, OAM representa un grado ilimitado de libertad, ya que el frente de fase teóricamente puede enrollar un gran número de veces arbitrariamente dentro de un período óptico.

Por lo tanto, ofrece una base drásticamente ampliada para codificar información en comparación con los estados de polarización de la luz comúnmente utilizados. que se limitan a una base bidimensional. La multiplexación de información en una base de dimensiones tan elevadas ofrecería la posibilidad de mejorar drásticamente la eficiencia de los protocolos de información tanto clásicos como cuánticos. Es más, transferir valores tan grandes de momento angular a partículas masivas es un activo poderoso para los esquemas de manipulación óptica a escala atómica (es decir, pinzas atómicas).

Investigadores del equipo dirigido por Jacqueline Bloch en el Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N, CNRS — Univ. Paris-Sud / Paris-Saclay) en Palaiseau, junto con colaboradores del Laboratorio PhLAM en Lille y del Institut Pascal en Clermont-Ferrand, han informado de la demostración de una nueva arquitectura láser integrada que emite luz en un estado quiral, produciendo así sacacorchos de luz. La ventaja disruptiva de este microláser reside en la posibilidad de controlar la orientación del sacacorchos (de sentido horario a antihorario) por medios ópticos sencillos. Su trabajo ha sido publicado en Fotónica de la naturaleza .

Para generar estos estados quirales de luz, los investigadores han utilizado un enfoque basado en dos ingredientes principales. Primero, fabricaron una cavidad láser hexagonal formada a partir de seis micropilares acoplados. Como resultado de la simetría rotacional de su dispositivo, los modos resonantes presentan OAM con valores bien definidos. En segundo lugar, para favorecer la emisión desde los modos ópticos en sentido horario o antihorario, que requiere romper la simetría de inversión del tiempo en el sistema, se beneficiaron de un acoplamiento diseñado entre la polarización y el OAM de la luz. Este acoplamiento permite generar una emisión láser con una quiralidad neta mediante el uso de una bomba óptica polarizada circularmente. Como resultado, este novedoso microláser emite luz coherente en sentido horario o antihorario dependiendo de la polarización circular de la bomba óptica.

El esquema muy general propuesto e implementado en este trabajo allana el camino para la realización de nuevas generaciones de microláseres que emiten luz quiral que podrían usarse para codificar información en la base del momento angular orbital.