Instituto MIRO propone modelo innovador para codificar información con luz infrarroja

En este estudio, los autores del artículo ofrece una contribución significativa al campo de la física de la cavidad THz al introducir un innovador mecanismo dinámico denominado "bloqueo de fotones" en el marco de la Electrodinámica Cuántica en cavidades. Este mecanismo, desarrollado por los autores del artículo, exhibe un potencial prometedor en la alteración controlada de la respuesta electromagnética de sistemas cavidad-dipolo a través de variaciones de fase dependientes de la potencia incidente. Además, los autores han desarrollado una teoría analítica de mecánica cuántica destinada a caracterizar las señales de Decaimiento de Inversión de la Población (FID, por sus siglas en inglés) en sistemas de cavidad impulsados por pulsos. Esta novedosa teoría se fundamenta en parámetros pertinentes para las transiciones entre subbandas de pozos cuánticos en resonadores de infrarrojo medio, delineando así un enfoque analítico riguroso para comprender la dinámica de estos sistemas. Los autores subrayan que el entendimiento detallado de estos procesos no solo arroja luz sobre los fundamentos de la interacción luz-materia en sistemas nanoestructurados, sino que también abre horizontes hacia la manipulación precisa de la luz y la ingeniería de dispositivos ópticos avanzados. Este avance teórico y experimental podría impulsar significativamente áreas de investigación como la comunicación óptica de alta velocidad y la computación cuántica, al ofrecer herramientas innovadoras para el diseño y la implementación de componentes fotónicos de alto rendimiento.

El desarrollo de nuevas tecnologías en el campo de las comunicaciones ópticas es fundamental para satisfacer las crecientes demandas de conectividad en el mundo moderno. En este contexto, investigadores del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO) han realizado avances significativamente innovadores al describir un mecanismo físico innovador y novedoso para manipular las interacciones luz-materia mediante cálculos computacionales. Este mecanismo ofrece una alternativa prometedora para mejorar las comunicaciones ópticas, proporcionando nuevas herramientas para la transmisión y codificación de datos en el rango del infrarrojo. El modelo teórico propuesto por este grupo de investigadores tiene como objetivo modular señales electromagnéticas en este espectro, lo que representa un avance importante en el campo. Esta nueva variante en la transmisión de mensajes, a través de fibra óptica u otras tecnologías similares, no solo beneficia el ámbito de las comunicaciones, sino que también tiene un potencial impacto en áreas multidisciplinarias como la medicina, la imagenología y la microscopia. Estos avances son cruciales para impulsar el desarrollo tecnológico y mejorar la calidad de vida en la sociedad actual.

EL Dr. Mauricio Arias Contreras, Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO) y académico de la Universidad de Santiago de Chile, manifestó que el estudio publicado en New Journal of Physics de la IOP Science es 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".

El de investigadores emplearon la teoría cuántica para explorar innovadoras estrategias de manipulación de la radiación, introduciendo la propiedad no lineal que hace que la radiación sea susceptible a estímulos tanto internos como externos. Esta técnica presenta aplicaciones potenciales, como la mejora de la transmisión óptica de datos, aprovechando las características adaptativas de la radiación.

El Dr. Felipe Herrera Urbina, investigador asociado de MIRO y académico del Departamento de Física de la Universidad de Santiago de Chile, estableció que: "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".

Los investigadores han manifestado que llevarán a cabo un exhaustivo seguimiento de las diversas implicaciones del modelo propuesto, entre las que se destacan la posibilidad de generar luz con propiedades cuánticas. Además, desarrollaran un diseño de prototipo que permita una mejor comprensión del potencial desempeño del dispositivo propuesto en situaciones específicas. Este enfoque de investigación, declaran que tiene como objetivo explorar a fondo las aplicaciones prácticas y teóricas del modelo, abriendo nuevas vías para la innovación en el campo de la óptica cuántica y sus aplicaciones tecnológicas.

EQUIPO DE INVESTIGADORES

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