La UPV diseña una metasuperficie que favorece la miniaturización de circuitos de dispositivos fotónicos

VALÈNCIA (EP). Un equipo del Centro de Tecnología Nanofotónica (NTC) de la Universitat Politècnica de València (UPV) ha diseñado una nueva metasuperficie capaz de actuar como un aislador óptico y manipular con gran precisión la luz que incide sobre ellas, mediante la amplificación de las propiedades de los materiales magnéticos. Entre sus ventajas, haría posible el desarrollo de aisladores ópticos muy pequeños en comparación con los actuales, contribuyendo a la miniaturización de circuitos de dispositivos fotónicos.

El trabajo, en el que participan investigadores de la Aalto University (Espoo, Finlandia) y la University of Gothenburg (Gotemburgo, Suecia), está publicado en la revista Advanced Optical Materials. Las metasuperficies son estructuras periódicas bidimensionales formadas por átomos artificiales que simulan el comportamiento de los átomos que forman la materia, pero diseñadas para actuar de un modo determinado que depende de la aplicación que se busque. Se pueden entender como átomos artificiales.

"Aunque las metasuperficies ya han demostrado un gran potencial en muchas aplicaciones, la realización de ciertas transformaciones sigue siendo un misterio. Nuestro trabajo persigue dar un paso más para desvelarlo", destaca la investigadora del NTC Ana Díaz en un comunicado de la UPV.

El proyecto ha conseguido explotar un fenómeno físico basado en lo que se conoce como "modos oscuros". Estos modos pueden presentar algunas estructuras periódicas y se caracterizan, en óptica, por su capacidad casi infinita para confinar la luz dentro de una estructura.

En concreto, los investigadores han utilizado estos modos para aumentar la interacción entre la luz que incide a la metasuperficie y el material magnético con el que ha sido diseñada. Una de las características más importantes de este diseño es que tiene una propiedad necesaria en muchos componentes ópticos, conocida como noreciprocidad.

"Esto se traduce en algo muy simple: cuando se ilumina con luz el dispositivo por un lado no ocurre lo mismo que cuando se ilumina por el lado contrario. Así, nuestro diseño abre un nuevo camino para maximizar la interacción de la luz con los materiales magnéticos en el régimen óptico (luz visible) en muy poco espacio", explica Luis Manuel Máñez-Espina, investigador predoctoral en el NTC.

Además, la metasuperficie diseñada por el equipo español, sueco y finlandés consigue amplificar otros efectos magneto ópticos resultado de la interacción de la luz con materiales magnéticos. Entre ellos el efecto Faraday, que se caracteriza por la rotación del campo eléctrico de la luz de diferente manera según la dirección en la que se propague.