Propagación de la luz en un medio no lineal
La luz que se propaga en un cristal fotónico se comporta de forma análoga a los electrones que se desplazan por un cristal semiconductor. En otras palabras, es posible utilizar estructuras periódicas para controlar el flujo de luz de forma parecida a como se controlan los electrones en los dispositivos electrónicos semiconductores. Buena parte de la investigación realizada en el proyecto financiado con fondos europeos INDIGO (Interaction of nonlinearity and disorder: Gateways to optics) se dedicó a examinar estos efectos de la periodicidad en cristales fotónicos. Este trabajo se centró en un fenómeno poco estudiado: la termalización de campos de luz acoplados en presencia de modulación de fase cruzada y mezcla de ondas. En el marco de la óptica no lineal, esta situación corresponde a la propagación de luz polarizada en materiales birrefringentes. El equipo de INDIGO utilizó arseniuro de galio e indio como material de muestra con simetría cúbica y sílice fundido como ejemplo correspondiente de un cristal isótropo. Se observó que la evolución del sistema hasta el estado final de equilibrio atraviesa una fase intermedia en la cual el intercambio de energía entre las guías de onda es despreciable. Por otra parte, la distribución de diferencias de fase, intensidad y estado de polarización de cada guía de ondas depende fuertemente de los parámetros de los materiales y las condiciones iniciales. La investigación del proyecto fue el primer intento de estudiar los efectos de la polarización en la termalización en sistemas de guías de ondas ópticas discretas. Se espera que los hallazgos del proyecto afecten de forma notable al procesamiento de señal con sistemas de comunicaciones basados en fibras. También son bastante generales y se pueden aplicar a otros sistemas acoplados no linealmente. Como posible continuación de esta investigación, los científicos de INDIGO analizan la posibilidad de realizar un estudio detallado de la dependencia del estado térmico final con el material y un análisis termodinámico completo.
Palabras clave
Medio no lineal, dispersión de la luz, no linealidad, cristal fotónico, óptica, termalización