Los avances recientes en texturas de arañas topológicas, en particular en el campo de la óptica y la fotónica, han iniciado una ola de emoción en la comunidad científica. Estas texturas, asociadas con el impulso intrínseco de las partículas, juegan un papel crucial en la promoción de la espintrónica y la tecnología cuántica. Entre ellas se encuentran texturas skirmónicas, que consisten en patrones de dos dimensiones estables de spinorientation, el centro de una extensa investigación.
Investigadores de la Universidad de Fudan y la Universidad Tecnológica de Nanyang han dado mucho paso al demostrar texturas de spinning en el espacio de impulso. Esta innovación incluye el uso de materiales microestructurados que manipulan la propagación de la luz, como se establece en su reciente publicación en Cartas de evaluación física. Este trabajo enfatiza las interacciones complejas entre topología y luz, con perspectivas emocionantes para el desarrollo de dispositivos ópticos y la promoción de tecnologías cuánticas.
«De nuestras exploraciones a largo plazo sobre las características ocultas de los estados unidos en el continuo (BICS)», señaló Lei Shi, autor co-senior del estudio. Los BIC son singularidades topológicas únicas que exhiben factores de calidad ultra alta y contienen configuraciones de sexo que obtienen la polarización en el espacio de impulso. Estas propiedades colocan a BIC como plataformas ideales para la manipulación de campos de luz basados en principios topológicos.
Los investigadores han estudiado previamente diferentes aplicaciones de BIC, como el láser vectorial y la generación de remolinos ópticos. Estos estudios sentaron una base sólida para su trabajo actual y ampliaron la comprensión de cómo influyen los campos de luz de BIC. En los últimos años se han inspirado en el progreso en los campos de luz skyrmiónica, que se han convertido en patrones de luz estructurados que son muy similares a los skyrmions magnéticos.
«Los campos de luz skyrmiónica están ganando control debido a sus nuevas propiedades y aplicaciones potenciales», agregó Shi. Aunque se encuentran en las primeras etapas de la investigación, la generación de campos de luz skyrmiónica se identifica como crítica para estudios adicionales.
Históricamente, la mayoría de los métodos para generar estos campos de luz eran complejos y requerían sistemas engorrosos. Al asumir este desafío, los investigadores querían desarrollar una técnica simple para generar campos de luz skyrmiónicos que facilitaran su aceptación más amplia en aplicaciones prácticas.
El equipo diseñó una placa de cristal fotónico, fabricada por los agujeros periódicos de grabado en una película dieléctrica, para generar texturas de Spin Meron. Al enfocar un rayo láser polarizado circular monocromático en este álbum, se dieron cuenta con éxito de texturas ópticas de Meron, un tipo específico de campo de luz skyrmiónica.
Utilizando un sistema de medición basado en la óptica de Fourier hecho a medida, los investigadores disminuyen las distribuciones de polarización de campo distantes de la luz transmitida y obtuvieron parámetros de Stokes relevantes, lo que hace que las texturas de araña del espacio de impulso sean efectivos. Sus hallazgos subrayan la viabilidad de su enfoque para generar campos de luz skyrmiónica.
«Este nuevo enfoque revela conexiones significativas entre BICS, Momentum-Space-Polarization-Vórtice, vórtice de fase y campos de luz skyrmiónica», explicó Shi. La investigación no solo aborda los desafíos esenciales con respecto a la generación de campo de luz skyrmiónica, sino que también forma un marco robusto para las próximas preguntas y aplicaciones.
Según Jiajun Wang, co-racking autor del artículo, el método propuesto tiene la clara ventaja de que no requiere coordinación, una mejora notable en comparación con las metasururidades tradicionales.
Las implicaciones de esta metodología innovadora son amplias, con posibles aplicaciones para el procesamiento de la información óptica, la reunión de medición óptica y el desarrollo de dispositivos ópticos cuánticos. Mirando hacia el futuro, los investigadores planean permitir los efectos ocultos de la topología de impulso-ruimte que es posible por BIC, incluidas las propiedades de propagación y la estabilidad de los campos de luz skyrmiónicos generados.
Estas actividades innovadoras son la etapa para futuras investigaciones sobre la luz topológicamente estructurada y promete mejorar tanto el concepto fundamental como las aplicaciones prácticas de estas tecnologías ópticas avanzadas.
