Transformación fotónica y reconfigurabilidad


Estamos interesados en encontrar y estudiar relaciones matemáticas generales que conecten el comportamiento de diferentes sistemas a lo largo de diversas áreas de la física y la ingeniería, con especial atención en fotónica. Buscamos utilizar tales enlaces como una potente e intuitiva herramienta para investigar conceptos físicos novedosos, reproducir el comportamiento de sistemas con interesantes propiedades a través de analogías, y diseñar dispositivos con funcionalidades avanzadas.

Capa de invisibilidad que redirige la luz alrededor de una cierta región espacial (rómbica en este caso). A su salida, la luz recupera la forma que tendría si la capa no estuviera allí, haciendo invisible a cualquier objeto en su interior.

Un ejemplo paradigmático de este enfoque es la óptica de transformación, que permite encontrar el medio óptico preciso en el que la distribución espacio-temporal de los campos electromagnéticos está relacionada con aquella de un segundo medio a través de una transformación predefinida (e.g., un “warping” espacial). Esto nos permite construir dispositivos exóticos como capas de invisibilidad o agujeros negros ópticos. Otro ejemplo es la supersimetría, que ofrece una vía única para generar sistemas isoespectrales (salvo quizá el estado fundamental) y con idénticas propiedades de “scattering”, explicando, e.g., la existencia de potenciales cuánticos y medios ópticos no triviales sin reflexiones.

Buscamos la implementación práctica de los dispositivos mencionados y otros elementos para el control de la luz a través de metamateriales y metasuperficies (materiales artificiales con propiedades a medida), así como dotar a dichos dispositivos de reconfigurabilidad, con el objetivo de conseguir funcionalidades a la carta (e.g., utilizando materiales reconfigurables). Para lograrlo, contamos con las extraordinarias capacidades de fabricación y caracterización de nuestro centro .

A nivel de aplicación, perseguimos explotar estas ideas para desarrollar una nueva generación de circuitos fotónicos integrados que permita mejorar los futuros computadores de altas prestaciones, comunicaciones de alta velocidad, dispositivos “lab-on-a-chip”, y la miniaturización de avanzados instrumentos para la manipulación de la luz.