Esquema de la estructura de la guía de ondas de polaritón AlInGaN. Crédito:Dr. Paul Walker, Universidad de Sheffield.
El campo de la fotónica no lineal ultrarrápida se ha convertido en el foco de numerosos estudios, ya que permite una gran cantidad de aplicaciones en espectroscopía avanzada en chip y procesamiento de información. Este último, en particular, requiere un índice de refracción óptico fuertemente dependiente de la intensidad que pueda modular los pulsos ópticos más rápido que incluso escalas de tiempo de picosegundos y en escalas submilimétricas adecuadas para fotónica integrada.
A pesar del tremendo progreso realizado en este campo, Actualmente no existe una plataforma que proporcione tales características para el rango espectral ultravioleta (UV), que es donde los espectros de banda ancha generados por modulación no lineal se pueden utilizar para nuevos dispositivos de espectroscopía química y bioquímica ultrarrápidos en chip.
Ahora, un equipo internacional de científicos, incluido EPFL, ha logrado una no linealidad gigante de estados híbridos de luz ultravioleta-materia ("excitón-polaritones") hasta la temperatura ambiente en una guía de ondas hecha de AlInGaN, un material semiconductor de banda ancha detrás de la tecnología de iluminación de estado sólido (por ejemplo, LED blancos) y diodos láser azules.
Publicado en Comunicaciones de la naturaleza, el estudio es una colaboración entre la Universidad de Sheffield, ITMO San Petersburgo, Universidad Tecnológica de Chalmers, la Universidad de Islandia, y el LASPE del Instituto de Física de la Facultad de Ciencias Básicas de la EPFL.
Los científicos utilizaron un dispositivo compacto de 100 um de largo, para medir un ensanchamiento espectral no lineal ultrarrápido de pulsos UV con una no linealidad 1000 veces mayor que la observada en materiales no lineales UV comunes, que es comparable a los dispositivos de polariton sin UV.
El uso de AlInGaN es un paso significativo hacia una nueva generación de fuentes de luz UV no lineales integradas para espectroscopía y medición avanzadas. "El sistema AlInGaN es una plataforma de semiconductores muy robusta y madura que muestra fuertes transiciones ópticas excitónicas hasta la temperatura ambiente en el rango espectral UV, "dice Raphaël Butté de EPFL, que trabajó en el estudio.
