Un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) ha desarrollado un mezclador de frecuencias de luz y electrónica para la detección de señales para chips, que opera más allá de 0,350 PHz, utilizando nanoantenas diminutas. Estas nanoantenas pueden mezclar diferentes frecuencias de luz, lo que permite el análisis de señales que oscilan órdenes de magnitud más rápido. Estos dispositivos electrónicos de petahertz podrían permitir desarrollos en los campos que requieren un análisis preciso de señales ópticas extremadamente rápidas, como la espectroscopia y la obtención de imágenes, donde la captura de dinámicas a escala de femtosegundos es crucial.
La investigación del equipo destaca el uso de redes de nanoantenas para crear un mezclador de frecuencias ópticas electrónico de banda ancha en un chip. Este enfoque innovador permite la lectura precisa de formas de onda ópticas que abarcan más de una octava de ancho de banda.
Si bien es posible realizar mezclas de frecuencias ópticas utilizando materiales no lineales, el proceso es puramente óptico (es decir, convierte la entrada de luz en salida de luz a una nueva frecuencia). Además, los materiales deben tener un espesor de muchas longitudes de onda, lo que limita el tamaño del dispositivo a la escala micrométrica.
Mecanismo de tunelización
El método de ondas de luz-electrónica demostrado por el MIT utiliza un mecanismo de tunelización impulsado por luz que ofrece altas no linealidades para la mezcla de frecuencias y la salida electrónica directa utilizando dispositivos a escala nanométrica.
Este dispositivo, con anchos de banda que abarcan varias octavas, podría proporcionar nuevas formas de investigar interacciones ultrarrápidas entre luz y materia, acelerando los avances en tecnologías de fuentes ultrarrápidas.
Este trabajo no solo amplía los límites de lo que es posible en el procesamiento de señales ópticas, sino que también cierra la brecha entre los campos de la electrónica y la óptica. Al conectar estas dos importantes áreas, esta investigación allana el camino para nuevas tecnologías y aplicaciones en campos como la espectroscopia, la imagenología y las comunicaciones, lo que en última instancia mejora la capacidad para explorar y manipular la dinámica ultrarrápida de la luz.