Científicos del Centro de Tecnología Nanofotónica de la Universitat Politècnica de València (UPV), en colaboración con un grupo de investigación del King's College de Londres, han desarrollado una nueva forma de controlar la dirección de propagación de la luz guiada "a un nivel sin precedentes".
Sus resultados son "enormemente prometedores" porque abren la puerta a poder controlar de forma "muy eficiente, compacta y a alta velocidad" la dirección de propagación de la luz en guías de onda y fibras ópticas, según informa la UPV.
Los investigadores de la UPV Francisco José Rodríguez y Alejandro Martínez muestran en un artículo publicado hoy en la revista Science cómo un movimiento circular de cargas cercano a una superficie metálica permite que la luz se propague sobre la superficie en una dirección determinada por la rotación de las cargas.
El efecto, explican, es similar a un molino de agua situado sobre un río: la dirección del agua provoca que las aspas del molino giren en un cierto sentido. Si el canal de agua no tuviese inclinación, el movimiento de rotación del molino determinaría hacia qué dirección corre el agua.
"El descubrimiento es realmente sorprendente, dado que la dirección de propagación de la luz no se había controlado de esta forma hasta ahora", apunta Martínez.
Según Rodríguez, presentan un concepto "totalmente novedoso y a la vez sorprendentemente sencillo" que se puede aplicar "a cualquier sistema y tecnología fotónica", como fibras ópticas o guías nanofotónicas, y no solo a ondas guiadas sobre planos metálicos.
En su experimento, los investigadores usaron luz polarizada circularmente para iluminar una pequeña ranura en una superficie de oro y lograr que las cargas en la ranura se movieran en círculos, con un sentido de rotación que depende del spin de la luz que está incidiendo.
Si la ranura, de tamaño nanométrico, se coloca muy próxima a una guía óptica o a una superficie metálica, se produce un fenómeno de interferencia que hace que la luz se propague en una única dirección, parecido a cómo un molino de agua girando cerca de un canal movería el agua en una sola dirección, explican.
Sobre sus aplicaciones, los investigadores indican que son "innumerables", desde construir conmutadores ópticos para redes ópticas a sistemas de imagen 3D o computación cuántica.
El grupo del King's College London está liderado por el profesor Anatoly Zayats, quien señala que la interferencia de ondas "es un fenómeno físico básico, conocido desde hace siglos, con infinitas aplicaciones".
"Cuando observamos por primera vez que este efecto podía dar lugar al guiado unidireccional de la luz al usar polarización circular, no podíamos creer que un efecto tan fundamental haya pasado desapercibido durante tantos años", indica, y añade que ahora trabajan en las posibles en nanofotónica y óptica cuántica.
