ARREGLOS FOTÓNICOS Y FORMACIÓN DE PATRONES

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FORMACIÓN DE PATRONES

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¿De qué se trata esta línea de investigación?

La óptica no-lineal es uno de los campos de investigación más activos en ciencias naturales. Su desarrollo implica una investigación fundamental en el estudio de las interacciones entre la luz y la materia y la investigación aplicada en áreas de vanguardia de tecnologías futuras, por ejemplo, fotónica, comunicación óptica e informática, almacenamiento e interconexiones, imágenes biomédicas y astronómicas. Recientemente, hemos demostrado experimentalmente arreglos programables de vórtices ópticos con configuración espacial arbitraria y controlable. En cada sitio de red, cada vórtice de materia actúa como un acoplador fotónico de spin-momento angular orbital y una matriz de haces de entrada polarizados circularmente se convierte en una matriz de salida de haces de vórtice con cargas topológicas consistentes con el arreglo de materia. Proponemos investigar las dinámicas espaciotemporales que surgen en los sistemas extendidos cuando se establece un alto grado de interconexión entre diferentes partes de un frente de onda óptica y un cristal líquido. Nos enfocaremos en el estudio de fenómenos de matrices de vórtices programables en cristales líquidos con o sin retroalimentación óptica retroinyectada, y el desarrollo y caracterización de nuevos cristales líquidos (mezcla nemática, dopado con colorante, cristal líquido con impurezas y polímero de cristal líquido). Nuestros objetivos son aumentar la funcionalidad y capacidad de ajuste de estos dispositivos aumentando el acoplamiento de la luz y la materia blanda en un amplio rango de frecuencia y polarización. 

En estas configuraciones experimentales, la autoorganización compleja da lugar a una variedad de estructuras ópticas espaciotemporales: vórtices ópticos y / o de materia, ondas viajeras, patrones y texturas autoorganizados, alternancia periódica o caótica de diferentes simetrías, patrones caóticos espaciotemporales y estructuras localizadas de diferentes tipos. Otro objetivo es idear nuevas estrategias para controlar y caracterizar las estructuras disipativas derivadas de la óptica no lineal de materia blanda. También hemos demostrado que la localización de la luz puede observarse en redes ópticas sin recurrir a impurezas, no linealidades o incluso a trastornos. Este efecto surge en arreglos no convencionales que poseen, al menos, una banda plana completa en su espectro. La principal propiedad de estos arreglos es que la geometría específica permite la cancelación de amplitudes en sitios de conectores específicos. Básicamente, hay una interferencia destructiva en los sitios que conectan la región excitada con el resto del arreglo. Exploraremos en detalle la teoría y la fenomenología de esta nueva clase de localización. Actualmente, nuestros experimentos se preparan en arreglos de guías de ondas escritas con láser de femtosegundo, proporcionados por colegas en el exterior. Adquiriremos el equipo necesario para fabricar estas matrices en Chile. Drs. M. Clerc, R. Vicencio, B. Seifert y A. Delgado colaborarán en estos temas de investigación.

Grupos que desarrollan investigación en esta línea

Física Cuántica

Profesor Aldo Delgado

Óptica No-Lineal

Profesor Marcel Clerc

Redes Fotónicas

Profesor Rodrigo A. Vicencio

Óptica No Lineal y Óptica Cuántica

Profesor Birger Seifert

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