Al atravesar un material sólido como el vidrio, una onda de luz puede depositar parte de su energía en una onda mecánica, conduciendo a un cambio de color de la luz. Este proceso, llamado "dispersión de Brillouin, "tiene importantes aplicaciones técnicas. Transmisión de datos ópticos de largo alcance en Internet, por ejemplo, se basa en amplificadores que generan ondas mecánicas en una fibra óptica a través de un fuerte campo de luz láser. Las frecuencias a las que las ondas mecánicas pueden excitarse ópticamente, y de ahí los espectros ópticos que se pueden generar a través de la dispersión de Brillouin, suelen estar dictadas por las propiedades del material. Hasta aquí, esto ha limitado la gama de posibles aplicaciones.

Investigadores del equipo dirigido por Daniel Lanzillotti-Kimura en el Centre de Nanociences et de Nanotechnologies -C2N (CNRS / Université Paris-Saclay) han demostrado recientemente un micropilar hecho de capas alternas de dos materiales semiconductores que constituye un dispositivo novedoso para controlar la luz con el sonido. El dispositivo micropilar puede dar forma a un espectro óptico a través de la dispersión de Brillouin casi completamente a voluntad. Su trabajo fue publicado en la revista Optica .

El truco principal detrás de la versatilidad del dispositivo es controlar la luz y el sonido con partes separadas. En las instalaciones de tecnología de punta del C2N, los investigadores fabricaron micropilares en los que las capas internas, con espesores extremadamente finos en el rango de unos pocos nanómetros, constituyen un resonador para ondas sonoras a frecuencias particularmente altas de 300GHz. Este resonador está incrustado entre capas más gruesas, que confinan resonantemente la luz. Dado que la luz y el sonido están confinados en la misma región espacial en las tres dimensiones del espacio, el dispositivo también es inusualmente eficiente en la generación de dispersión de Brillouin en comparación con su tamaño.

En su estudio, los investigadores idearon una técnica óptica novedosa para detectar y optimizar los espectros de Brillouin generados bajo la influencia de efectos térmicos. Pero el impacto de su descubrimiento va mucho más allá de eso:los resonadores micropilares se pueden interconectar directamente con fibras ópticas. Por lo tanto, comprenden una plataforma prometedora para integrar fuentes de luz Brillouin con nanocircuitos ópticos en un chip. Los investigadores también señalan que su dispositivo puede combinarse con medios láser activos e incluso podría mejorarse para alcanzar el régimen de acústica activa. es decir, la onda mecánica análoga de un láser.