El equipo de investigación de la Facultad de Física de la Universidad de Varsovia, en colaboración con la Universidad de Tecnología Militar y la Universidad de Clermont Auvergne, ha logrado un importante avance en el campo de la tecnología de microcavidades ópticas. Este resultado de investigación, publicado en Reviews of Laser and Photonics, proporciona una plataforma innovadora para la ingeniería fotónica y la investigación en óptica cuántica.

El equipo de investigación utilizó las propiedades de autoorganización de los cristales líquidos coleolestéricos (ChLC) para construir con éxito un nuevo sistema de microcavidad óptica. Este sistema puede formar y regular dinámicamente estructuras de cristales fotónicos con acoplamiento integrado de espín-órbita (SOC), al mismo tiempo que logra una emisión láser controlable. El responsable del proyecto, el profesor Jacek Szczytko de la Facultad de Física de la Universidad de Varsovia, explicó: "La estructura helicoidal uniforme que diseñamos se forma por autoorganización de moléculas de cristal líquido con forma similar a lápices, y esta estructura posee propiedades ópticas únicas."

Las moléculas de cristal líquido coleolestérico se alinean espontáneamente en una estructura helicoidal dentro de la microcavidad, con la dirección de las capas moleculares presentando una torsión periódica, similar a la doble hélice del ADN. El equipo del profesor Wiktor Piecek de la Universidad de Tecnología Militar se encargó del desarrollo de mezclas de cristales líquidos especiales; él indicó: "Lograr una estructura helicoidal uniforme en grandes áreas es un gran desafío en el campo de la ingeniería de materiales; nuestra tecnología puede controlar con precisión el espaciado helicoidal, regulando así la estructura de banda fotónica."

Los principales puntos innovadores de esta investigación incluyen:

• Regulación en tiempo real de la estructura de banda fotónica mediante campos eléctricos.
• Observación del efecto de acoplamiento de espín-órbita entre bandas (ISOC).
• Realización de emisión láser de doble longitud de onda.
• El área del sistema puede alcanzar cientos de micrómetros cuadrados.

El equipo de investigación también introdujo tintes orgánicos en el sistema, logrando observar con éxito fenómenos de láser doble lineal y circularmente polarizado. El coautor del artículo, el doctor Piotr Kapuscinski, señaló: "Estos descubrimientos tienen tanto valor en la investigación fundamental como potencial en aplicaciones prácticas."

El equipo teórico de la Universidad de Clermont Auvergne proporcionó explicaciones teóricas para los fenómenos experimentales. El profesor Guillaume Malpuech indicó: "Este nuevo sistema de microcavidad proporciona una plataforma ideal para investigar temas de vanguardia como la fotónica topológica y los campos gauge no abelianos."

Las posibles aplicaciones de esta tecnología incluyen:

• Láseres sintonizables
• Sensores ópticos
• Procesamiento de información cuántica
• Dispositivos fotónicos topológicos