FUENTES NUEVAS DE LUZ

FUENTES NUEVAS DE LUZ

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¿De qué se trata esta línea de investigación?

La realización de comunicaciones seguras a través de ciertos protocolos de Distribución de Claves Cuánticas requiere la disponibilidad de fuentes de luz entrelazadas, es decir, fuentes que generan pares de fotones que exhiben entrelazamiento. Actualmente, estas fuentes se basan en la propagación de un láser convencional enfocado a través de un cristal óptico no lineal, que convierte una fracción de la potencia del láser en fotones entrelazados con cierta eficiencia. La complejidad de los mensajes que pueden encriptarse mediante protocolos de Distribución de Claves Cuánticas, en número de pares de fotones entrelazados por segundo por potencia de entrada, está restringida por la baja eficiencia de conversión del proceso, que en última instancia está limitado por las no linealidades intrínsecas de los materiales ópticos. Aquí, estudiaremos el diseño, la síntesis y la caracterización óptica de cristales orgánicos no lineales para aplicaciones a óptica no lineal de segundo orden, como la generación de segunda armónica (SHG) y la conversión paramétrica espontánea (SPDC). Se espera que estos cristales proporcionen una mayor eficiencia de conversión a un menor costo de producción. 

Nuestro enfoque se basa en resultados muy prometedores disponibles en la literatura de química sobre estructuras metálicas orgánicas (MOF) no centrosimétricas, estructuras tridimensionales covalentes en las que los iones de metal de transición (nodos) forman matrices tridimensionales a través de la coordinación de enlaces con donantes de electrones orgánicos ligandos (enlazadores) que poseen múltiples sitios de coordinación. Debido a la naturaleza fuerte del enlace de coordinación nodo-enlazador, las estructuras de MOF son térmicamente estables hasta 400°C. La no linealidad de estos nuevos cristales es importante para la generación eficiente de luz con propiedades cuánticas, pero también son útiles para construir dispositivos rápidos de conmutación óptica para la telecomunicación clásica. Actualmente estamos discutiendo una colaboración con la sucursal de I + D de Telefónica Chile y la Start-Up local QIN Technology, ambas en Santiago, para desarrollar dispositivos ópticos para telecomunicaciones utilizando estos nuevos materiales. Un segundo tema de investigación es la generación de luz comprimida mediante la mezcla de cuatro ondas. Esto se empleará para generar sistemas cuánticos de mayor dimensión con una mayor eficiencia. Drs. F. Herrera, D. Singh, G. Lima y B. Seifert colaborarán en estos temas de investigación, cuyos resultados beneficiarán a todas las otras líneas de investigación.

Grupos que desarrollan investigación en esta línea

Herrera Lab

Profesor Felipe Herrera

Nanoestructuras y
Materiales Ópticos

Profesor Dinesh Singh

Procesamiento de Información Cuántica

Profesor Gustavo Lima

Óptica No Lineal y Óptica Cuántica

Profesor Birger Seifert

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