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  • RESEARCH HIGHLIGHT

Un interruttore superveloce per le comunicazioni ottiche

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Credit: Politecnico di Milano.

Utilizzando un materiale innovativo fatto un singolo strato di atomi, i ricercatori del Politecnico di Milano, e l'Università Friedrich Schiller di Jena hanno creato un interruttore che può cambiare le proprietà di un raggio di luce a velocità eccezionalmente elevate.

I ricercatori hanno ideato un metodo per manipolare la generazione di seconda armonica, un processo che produce luce la cui frequenza è il doppio di quella della sorgente luminosa di partenza, per esempio trasformando la luce infrarossa invisibile in un'intensa luce visibile. "Durante il processo, due fotoni infrarossi a bassa energia vengono convertiti in un fotone visibile ad alta energia, mentre l'energia iniziale dell'intero processo viene conservata", spiega Giulio Cerullo, professore di fisica al Politecnico di Milano.

Tali processi ottici hanno applicazioni nelle tecnologie laser, nella lavorazione dei materiali e nelle telecomunicazioni, e gli scienziati stanno cercando nuovi materiali che possano aiutare a controllarli. In questo caso hanno usato un semiconduttore chiamato disolfuro di molibdeno (MoS2), che appartiene alla stessa classe di cristalli bidimensionali del grafene.

Nel lavoro, pubblicato su Nature Photonics1, il team ha dimostrato che il MoS2, quando viene colpito da un fascio di luce, permette la modulazione del processo di generazione di seconda armonica a una velocità senza precedenti: la luce può essere completamente accesa e spenta su una scala temporale inferiore al picosecondo, cioè un milionesimo di un milionesimo di secondo.

"Questo permetterà, per esempio, la trasmissione di dati sotto forma di impulsi di luce che possono essere controllati in modo molto rapido ed efficiente, o fornire le basi per la generazione di luce strutturata, che è la nuova frontiera delle comunicazioni ottiche", dice Giancarlo Soavi, alla Friedrich Schiller University Jena, e co-leader dello studio.

doi: https://doi.org/10.1038/d43978-021-00115-5

References

  1. 1.

    Klimmer, S., Ghaebi, O., Gan, Z. et al. Nat. Photon (2021).

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