Mediante cálculos computacionales cuatro investigadores del Instituto Milenio de Investigación en Óptica describieron un inédito mecanismo físico, que ofrece una alternativa para el desarrollo de comunicaciones ópticas.
Tras un año y medio de trabajo, un grupo de investigadores del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO, por sus siglas en inglés) propuso un inédito modelo teórico, cuyo objetivo es modular señales electromagnéticas en el rango del infrarrojo, lo que entregaría una nueva herramienta para el desarrollo de comunicaciones ópticas en el mundo.
El uso del mencionado modelo busca ser una nueva variante en la transmisión y codificación de mensajes enviados mediante fibra óptica o tecnologías similares, además de un aporte en áreas como la medicina, la imagenología o la microscopia.
El artículo llamado “Coherent anharmonicity transfer from matter to light in the THz regime”, fue publicado por los investigadores Mauricio Arias (MIRO- USACH), Aldo Delgado (MIRO-UdeC) Felipe Herrera (MIRO- USACH) y Johan Triana (UCN) en la revista New Journal of Physics, de la IOP Science, una de las entidades más importantes del mundo en el área de la física.
Según explicó el primer autor del artículo, Mauricio Arias, su trabajo describe de manera teórica un “mecanismo de transferencia de propiedades no lineales desde nano-dispositivos semiconductores hacia la radiación infrarroja, que tiene potencial de ser usados en tecnologías de la comunicación”.
En otras palabras, los investigadores buscaban, a través de la teoría cuántica, una nueva forma de manipular la radiación, en este caso agregando propiedades nolineales, lo que implica que la radiación se torne sensible a estímulos propios y externos. Dicha acción podría aprovecharse, por ejemplo, en la transmisión óptica de datos.
“A partir de la teoría cuántica microscópica logramos desarrollar un modelo matemático que predice con precisión la magnitud de la señal nolineal que se imprime en la luz, en función de los parámetros físicos principales que describen al sistema material y al pulso incidente. Es muy poco común que sistemas de nano fotónica permitan una descripción analítica. Eso le da un plus de valor al trabajo”, aseguró Felipe Herrera, investigador asociado de MIRO y académico del Departamento de Física de la Universidad de Santiago.
Vale mencionar que la nano fotónica se ocupa del estudio de las interacciones entre la materia y la luz en la escala nanométrica.
En una primera etapa, el trabajo consistió en la exploración del modelo expuesto por Arias, Herrera y Delgado, y sus consecuencias, seguido de una etapa de validación, realizada por Johan Triana, académico de la Universidad Católica del Norte, a través de cálculos computacionales numéricos.
La principal dificultad para esta investigación es la escasez de cálculos similares en la óptica cuántica, lo que obligó al equipo a explorar herramientas teóricas más allá de esta área.
Con el artículo ya publicado, los investigadores harán seguimiento de otras consecuencias del modelo propuesto, las que incluyen la generación de luz con propiedades cuánticas. Asimismo, buscarán generar algún diseño de prototipo donde sea más explícito el potencial rol del dispositivo propuesto.
La publicación está disponible de forma gratuita en https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/ad153b