Se dice que la luz es la fuente de la vida y, en un futuro cercano, posiblemente también sea la base de nuestras necesidades informáticas personales diarias. Recientemente, investigadores de la Universidad de Tsukuba han aprovechado energías específicas de luz de un "paquete" de luz mediante la creación de una nanocavidad, que puede ayudar en el desarrollo de futuras computadoras totalmente ópticas.

Los cables de fibra óptica ya aprovechan la inimaginablemente rápida velocidad de la luz para transmitir datos de Internet. Sin embargo, estas señales primero deben convertirse en impulsos eléctricos en el circuito de su computadora o televisor inteligente antes de que pueda ver su programa de transmisión favorito. Los investigadores están trabajando en el desarrollo de nuevas computadoras totalmente ópticas que podrán realizar cálculos utilizando pulsos de luz. Sin embargo, a menudo es difícil controlar con precisión los paquetes de energía luminosa y se necesitan nuevos dispositivos para dar forma a los pulsos de luz de manera conmutable.

En un estudio publicado el mes pasado en Nanophotonics , investigadores de la Universidad de Tsukuba han probado una nueva guía de ondas metálica que contiene una pequeña nanocavidad, de solo 100 nanómetros de largo. El tamaño de la nanocavidad está diseñado específicamente para que solo quepan en su interior longitudes de onda de luz específicas. Esto hace que la nanocavidad actúe casi como un átomo artificial con propiedades sintonizables. Como resultado, se transmiten ondas de luz con la misma energía resonante, mientras que se bloquean otras longitudes de onda. Esto tiene el efecto de remodelar el paquete de ondas de luz.

El equipo usó ondas de luz que viajan a lo largo de la interfaz del metal y el aire, llamadas "polaritones de plasmones superficiales". Esto implica acoplar el movimiento de la onda de luz en el aire con el movimiento de los electrones en el metal directamente debajo de ella. "Puedes imaginar un polaritón de plasmón superficial como lo que sucede cuando un fuerte viento sopla a través del océano. Las ondas de agua y las ondas de aire fluyen en concierto", dice el autor principal, el profesor Atsushi Kubo.

La guía de ondas se fabricó utilizando un colorante con propiedades de fluorescencia que cambiaban en función de la presencia de la energía luminosa. El equipo usó chirridos de luz de solo 10 femtosegundos (es decir, 10 cuatrillones de segundo) de largo y creó una "película" de las ondas resultantes usando microscopía fluorescente de dos fotones con resolución temporal. Descubrieron que solo el componente espectral que coincidía con la energía resonante de la nanocavidad podía continuar propagándose a lo largo de la superficie metálica. "La capacidad de remodelar selectivamente las formas de onda será clave para el desarrollo de futuras computadoras ópticas", dice el profesor Kubo. Los resultados de este proyecto también pueden ayudar a optimizar los diseños de otros dispositivos para espectroscopia óptica ultrarrápida. + Explora más

Los plasmones de superficie se mueven casi a la velocidad de la luz y viajan más lejos de lo esperado