Científicos de la Universidad de Paderborn, la Universidad Técnica de Dortmund y la Universidad de Würzburg han utilizado por primera vez pulsos láser para controlar con precisión los ecos de fotones, que puede ocurrir cuando las ondas de luz se superponen entre sí. Los hallazgos de la investigación ahora se han publicado en una revista científica. Física de las comunicaciones .

El profesor Torsten Meier de la Universidad de Paderborn dice:"'Grita en el bosque y un eco similar volverá, "o 'lo que va, vuelve' no es solo un conocido proverbio alemán, pero también es literalmente cierto. Cuando se refleja una onda de sonido, se produce un eco. Cuando exactamente regresa, sin embargo, depende del bosque, pero sobre todo en la distancia entre la persona que llama y el lugar de reflexión. Solo imagina que podrías adaptar cuando quisieras que el eco volviera a ti ".

Un equipo de científicos ha logrado este resultado para las señales ópticas:los científicos encontraron una forma de controlar los ecos de fotones emitidos por puntos cuánticos semiconductores con una precisión inferior a un segundo.

Meier explica:"Los ecos ópticos son algo diferentes de los ecos acústicos convencionales, porque no son generados por el reflejo de ondas, sino más bien en un proceso óptico no lineal. Se envían dos pulsos de láser cortos a una muestra:el primero representa la señal y el segundo el bosque. Esto proporciona la reflexión. Cuando el tiempo de retraso de estos pulsos se duplica, un nuevo pulso de luz, el eco de fotones, es emitida por el sistema expuesto a la luz ".

Usando un pulso de control adicional, los investigadores pudieron controlar este eco de fotones dentro del rango de picosegundos (es decir, 10 ^-12 segundos), y así retrasarlo hasta el momento deseado. Dicho control es particularmente pertinente para los circuitos nanofotónicos en los que es necesario sincronizar con precisión múltiples sistemas ópticos entre sí.

La predicción teórica del efecto se desarrolló en el grupo de investigación del profesor Torsten Meier. Un gran desafío fue la implementación experimental, que se llevó a cabo en el grupo de investigación dirigido por el profesor Ilya Akimov de la Universidad Técnica de Dortmund:"El control temporal de los ecos ópticos es un efecto altamente dinámico, mediante el cual el pulso de control detiene virtualmente el sistema, "dice Hendrik Rose, un doctorado estudiante en Paderborn. Alexander Kosarev, un doctorado estudiante de la Universidad Técnica de Dortmund, añade:"Este efecto se predijo teóricamente recientemente, fue implementado experimentalmente con éxito por nosotros y ofrece una gran cantidad de posibilidades para manipular las emisiones de luz de los sistemas semiconductores ”. Las muestras utilizadas fueron producidas en el grupo de investigación del profesor Sven Höfling (Universidad de Würzburg).

Basado en esta primera demostración, los científicos ahora quieren optimizar el efecto, por ejemplo, aumentando los lapsos de tiempo. El fenómeno se desarrollará aún más para aplicaciones novedosas en el campo de las tecnologías cuánticas fotónicas, que son objeto de una intensa investigación en el Instituto de Sistemas Fotónicos Cuánticos (PhoQS) de la Universidad de Paderborn.