{"id":28290,"date":"2025-04-23T02:00:58","date_gmt":"2025-04-23T02:00:58","guid":{"rendered":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=28290"},"modified":"2025-04-23T02:00:58","modified_gmt":"2025-04-23T02:00:58","slug":"un-grupo-de-investigadores-desarrolla-un-nuevo-mecanismo-que-concentra-la-luz-en-un-chip","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=28290","title":{"rendered":"Un grupo de investigadores desarrolla un nuevo mecanismo que concentra la luz en un chip"},"content":{"rendered":"
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Un grupo de cient\u00edficos del Instituto de investigaci\u00f3n fundamental de la materia de f\u00edsica at\u00f3mica y molecular (Amolf<\/a>), la Universidad Tecnol\u00f3gica de Delft (Pa\u00edses Bajos) y la Universidad de Cornell (EE.UU.) ha demostrado una nueva forma de enfocar la luz en un chip a una escala extremadamente peque\u00f1a. Su m\u00e9todo aprovecha las propiedades especiales de un cristal fot\u00f3nico y funciona con un espectro de longitudes de onda m\u00e1s amplio que otros m\u00e9todos y podr\u00eda aplicarse en sensores \u00f3pticos o en l\u00e1seres integrados en chip.<\/p>\n

\"Concentraci\u00f3n
A la izquierda, imagen de microscop\u00eda electr\u00f3nica del cristal fot\u00f3nico de silicio. A la derecha, medici\u00f3n de la intensidad \u00f3ptica en el cristal fot\u00f3nico.<\/figcaption><\/figure>\n

Enfocar la luz es importante para diversas aplicaciones tecnol\u00f3gicas en chips fot\u00f3nicos, como la comunicaci\u00f3n cu\u00e1ntica, los sensores \u00f3pticos y los l\u00e1seres integrados en el chip. Hasta ahora, se conoc\u00edan dos estrategias generales para concentrar la luz: mediante cavidades \u00f3pticas o con gu\u00edas de onda que comprimen la luz como un embudo.<\/p>\n

El primer m\u00e9todo utiliza resonancia, que limita el enfoque o la concentraci\u00f3n de la luz a una longitud de onda espec\u00edfica. El segundo m\u00e9todo funciona, de forma similar a una lente tradicional, solo que en un dispositivo con una longitud de onda mucho mayor que la de la luz utilizada.<\/p>\n

Focalizaci\u00f3n del haz de luz en el chip<\/h2>\n

El nuevo m\u00e9todo cuenta con un aspecto clave, la llamada topolog\u00eda del sistema f\u00edsico. Seg\u00fan los investigadores, se utilizan cristales fot\u00f3nicos, que son placas de silicio con un patr\u00f3n regular de agujeros muy peque\u00f1os que, en principio, impiden la propagaci\u00f3n de la luz en la placa de silicio.<\/p>\n

Sin embargo, al colocar dos de estos cristales con un patr\u00f3n de espejo uno junto al otro, se crea una gu\u00eda de ondas en su l\u00edmite, la luz solo puede moverse a lo largo de \u00e9l. Gracias a este dise\u00f1o, la conducci\u00f3n de la luz est\u00e1 protegida topol\u00f3gicamente, lo que significa que se suprime la dispersi\u00f3n o reflexi\u00f3n de la luz por imperfecciones en el cristal.<\/p>\n

Los investigadores se preguntaron qu\u00e9 suceder\u00eda si terminaran abruptamente dicha gu\u00eda de ondas, con una pared de material que la luz no pudiera atravesar. En teor\u00eda, como la luz no tiene ad\u00f3nde ir y se suprimen los reflejos, deber\u00eda acumularse frente a esa pared. Una de las hip\u00f3tesis era que la luz finalmente rebotar\u00eda a trav\u00e9s de la gu\u00eda de ondas, pero solo despu\u00e9s de un retraso, produciendo una amplificaci\u00f3n local del campo luminoso.<\/p>\n

Amplificaci\u00f3n del campo de luz<\/h2>\n

Los investigadores decidieron verificar las predicciones en un experimento. Las gu\u00edas de ondas topol\u00f3gicas se crearon en un chip de silicio. Para visualizar la acumulaci\u00f3n prevista de luz dentro del cristal fot\u00f3nico, se utiliz\u00f3 un microscopio \u00fanico que escanea los campos de luz a trav\u00e9s de una aguja ultrafina sobre la superficie del cristal. Este microscopio puede localizar la intensidad de la luz en una escala aproximadamente 1.000 veces menor que el grosor de un cabello humano.<\/p>\n

Gracias a esta tecnolog\u00eda, se pudo observar una clara amplificaci\u00f3n del campo de luz al final de la gu\u00eda de ondas topol\u00f3gica. Esto solo ocurri\u00f3 cuando la pared que termina la gu\u00eda de ondas se coloc\u00f3 en un \u00e1ngulo determinado, demostrando que la amplificaci\u00f3n de la luz est\u00e1 relacionada con la supresi\u00f3n topol\u00f3gica de la retrorreflexi\u00f3n. La amplificaci\u00f3n de la luz se concentra en un volumen muy peque\u00f1o, tan peque\u00f1o como la longitud de onda de la propia luz. Una gran ventaja de este m\u00e9todo es su banda ancha inherente, que funciona con m\u00faltiples longitudes de onda diferentes.<\/p>\n

Esta investigaci\u00f3n, publicada<\/a> en Science Advances, puede interpretarse como una gu\u00eda para futuras investigaciones o aplicaciones de este tipo de amplificaci\u00f3n de luz en un chip. El mecanismo demostrado tambi\u00e9n deber\u00eda aplicarse a cualquier otro tipo de onda en un medio estructurado, incluyendo ondas sonoras o incluso electrones en cristales espec\u00edficos.<\/p>\n

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Un grupo de cient\u00edficos del Instituto de investigaci\u00f3n fundamental de la materia de f\u00edsica at\u00f3mica y molecular (Amolf), la Universidad Tecnol\u00f3gica de Delft (Pa\u00edses Bajos) y la Universidad de Cornell (EE.UU.) ha demostrado una nueva forma de enfocar la luz en un chip a una escala extremadamente peque\u00f1a. Su m\u00e9todo aprovecha las propiedades especiales de … Sigue leyendo Un grupo de investigadores desarrolla un nuevo mecanismo que concentra la luz en un chip<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-28290","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-casadomo-com"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/domosistemas.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/28290","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/domosistemas.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/domosistemas.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/domosistemas.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/domosistemas.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=28290"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/domosistemas.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/28290\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/domosistemas.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=28290"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/domosistemas.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=28290"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/domosistemas.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=28290"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}