El trabajo fue liderado por el investigador MIRO en la U. de Chile Rodrigo Vicencio, en colaboración con investigadores de Chile, Alemania y Rusia y fue publicado en la última edición de Nano Letters, una de las revistas científicas con mayor factor-impacto en la materia.

Fuente: DFI-FCFM U. de Chile.

El experimento explora la fabricación de redes fotónicas moleculares. “Nuestro laboratorio en el Departamento de Física, en Beauchef, es capaz de fabricar guías de ondas (fibras ópticas) al interior de vidrio, donde cada una de ellas puede pensarse como si fuera un átomo. Entonces, al fabricar estas estructuras muy próximas en el espacio – 7 micrómetros o menos – logramos crear moléculas de luz y estudiar sus propiedades dentro de este ecosistema”, así lo explica Rodrigo Vicencio, académico del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile e investigador del Instituto Milenio de Investigación en Óptica.

El grupo liderado por Vicencio desarrolló una técnica que logra corregir imperfecciones durante la construcción de dispositivos, estabilizando estructuras y permitiendo avances para favorecer la creación de memorias ópticas y cuánticas. “Estas redes se comportan de manera similar a los átomos en una red atómica, y su disposición permite estudiar propiedades físicas claves”, comenta el investigador.

Para el también Doctor en Física de la Universidad de Chile el uso de “estas moléculas había sido previamente propuesto con otras técnicas, pero no habían sido desarrolladas y estudiadas en una red específica y, además, mediante la excitación de distintos estados orbitales”.

El método y el futuro

El equipo utilizó técnicas computacionales y de simulación en la fase de estudio teórico; posteriormente, los experimentos se llevaron a cabo utilizando un láser de femtosegundos para escribir las moléculas fotónicas. La caracterización de las muestras se realizó con un láser supercontinúo para estudiar su respuesta espectral.  El próximo paso será explorar e identificar otras geometrías más efectivas, incluyendo el estudio de estados orbitales en un “ángulo mágico”, en el que se espera inducir invisibilidad entre guías de ondas cercanas.

Junto a Vicencio participaron en esta investigación Diego Román y Christopher Cid del DFI y del Instituto MIRO; Maxim Gorlach y Maxim Mazanov de la ITMO University, en Rusia, y Gabriel Cáceres de la Universidad de Rostock, en Alemania.

Los resultados de este trabajo aparecieron en la publicación “Photonic molecule approach to multi-orbital topology” (“Uso de moléculas fotónicas en topología multiorbital”), que apareció en la revista Nano Letter.

La publicación está disponible en https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c00728