Investigadores de Skoltech y sus colegas propusieron un dispositivo fotónico de dos resonadores ópticos con cristales líquidos en su interior para estudiar las propiedades ópticas de este sistema que pueden ser útiles para las generaciones futuras de dispositivos optoelectrónicos y espinoptrónicos. El artículo fue publicado en la revista Revisión física B .

El tipo más simple de resonador óptico consta de dos espejos directamente uno frente al otro, "exprimiendo" la luz entre ellos. Cuando estás dentro de un resonador de espejo, ves infinitas copias de ti mismo en los espejos; cuando un cristal líquido (del tipo de la pantalla de su computadora y teléfono inteligente) se coloca en un resonador mucho más pequeño y un poco más complejo, tienden a suceder cosas interesantes. Dado que la orientación de las moléculas de cristal líquido se puede cambiar aplicando una corriente eléctrica, Los investigadores pudieron controlar varias características de la propagación de la luz dentro del resonador y, en algún sentido, Simular el funcionamiento de dispositivos electrónicos que son muy utilizados en nuestras vidas utilizando fotones.

"Una de las principales tendencias de la física actual es la transición de los sistemas informáticos electrónicos a los fotónicos, dado que estos últimos pueden aumentar significativamente la velocidad de procesamiento y transmisión de información, así como para reducir potencialmente significativamente el consumo de energía. Es por eso que los estudios de varios tipos de arquitecturas fotónicas sintonizables que imitan las propiedades de los análogos electrónicos atraen gran interés. "dice Pavel Kokhanchik, Estudiante de maestría en Skoltech y primer autor del artículo.

Kokhanchik, El profesor de Skoltech Pavlos Lagoudakis y sus colegas decidieron ver qué sucede si dos resonadores ópticos de este tipo llenos de cristales líquidos se colocan muy cerca uno del otro. a una distancia de varios micrómetros. Los investigadores esperaban revelar nuevas propiedades no inherentes a una sola microcavidad de cristal líquido (resonador), que fue investigado en colaboración con colegas de la Universidad de Varsovia recientemente.

Los resonadores, compartiendo el mismo "grupo" de fotones que los enreda, se comportan como dos péndulos, cuales, cuando se coloca en las proximidades, se sincronizará para compartir la misma frecuencia. El equipo descubrió que en este caso, la luz adquiere nuevas propiedades, estudió en un campo llamado física topológica. Estas propiedades se pueden ajustar, por lo que el dispositivo aumenta el número de sistemas físicos que pueden ser imitados tanto para estudios fundamentales como para uso práctico.

"Nuestro trabajo es sólo un pequeño paso en el enorme campo de la investigación de los análogos fotónicos de los sistemas electrónicos de estado sólido. La investigación fundamental sin duda será seguida por la compactación de estos dispositivos". su producción en un chip a escala industrial, y su integración en los dispositivos cotidianos, pero por el momento esta es una perspectiva bastante lejana, ", Señala Pavel Kokhanchik.

Los científicos planean implementar experimentalmente una cavidad de cristal líquido doble para demostrar la rica física postulada en el artículo. También continuarán la investigación de sistemas similares de microcavidades dobles y los estudiarán en el régimen de acoplamiento fuerte de materia ligera.