Un equip del Centre de Tecnologia Nanofotònica (CTN) de la Universitat Politècnica de València (UPV) ha dissenyat una nova metasuperfície capaç d'actuar com un aïllador òptic i manipular amb gran precisió la llum que hi incideix damunt, mitjançant l'amplificació de les propietats dels materials magnètics. Entre els seus avantatges, faria possible el desenvolupament d'aïlladors òptics molt xicotets en comparació amb els actuals, i contribuiria així a la miniaturització dels circuits dels dispositius fotònics. El treball ha sigut publicat en la revista Advanced Optical Materials.
Les metasuperfícies són estructures periòdiques bidimensionals formades per àtoms artificials que simulen el comportament dels àtoms que formen la matèria, però dissenyats per a actuar d'una manera determinada que depèn de l'aplicació que es busque.
“Encara que les metasuperfícies ja han demostrat un gran potencial en moltes aplicacions, la realització d'unes certes transformacions continua sent un misteri. El nostre treball persegueix fer un pas més per a revelar-ho”, destaca Ana Díaz Rubio, investigadora del CTN de la Politècnica de València. Junt amb l'equip del CTN de la UPV, ha participat també personal investigador de la Universitat Aalto (Espoo, Finlàndia) i la Universitat de Göteborg (Göteborg, Suècia).
En el seu estudi, han aconseguit explotar un fenomen físic basat en el que es coneix com a modes foscos. Aquestes formes que poden presentar algunes estructures periòdiques es caracteritzen, en òptica, per la seua capacitat quasi infinita per a confinar la llum dins d'una estructura.
“Hem utilitzat aquestes formes per a augmentar la interacció entre la llum que incideix en la metasuperfície i el material magnètic amb el qual ha sigut dissenyada. Una de les característiques més importants d'aquest disseny és que té una propietat necessària en molts components òptics, coneguda com no-reciprocitat. Això es tradueix en una cosa molt simple: quan s'il·lumina amb llum el dispositiu d'un costat, no ocorre el mateix que quan s'il·lumina pel costat contrari. Així, el nostre disseny obri un nou camí per a maximitzar la interacció de la llum amb els materials magnètics en el règim òptic (llum visible) en molt poc espai”, explica Luis Manuel Máñez-Espina, investigador predoctoral del Centre de Tecnologia Nanofotònica de la UPV.
A més, la metasuperfície dissenyada per l'equip investigador espanyol, suec i finlandès aconsegueix amplificar altres efectes magnetoòptics resultat de la interacció de la llum amb materials magnètics. Entre aquests, l'efecte Faraday, que es caracteritza per la rotació del camp elèctric de la llum de diferent manera segons la direcció en la qual es propague.
, , , , Extreme Nonreciprocity in Metasurfaces Based on Bound States in the Continuum. Adv. Optical Mater. 2023, 2301455. https://doi.org/10.1002/adom.202301455
Notícies destacades