Boletín Nº 183 - Febrero 2018
Óptica no lineal, el futuro en la
innovación tecnológica
Por Felipe Sánchez Banda
Saltillo,
Coahuila. 21 de febrero de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- La óptica no lineal es un área de la física que estudia los fenómenos
que surgen de la interacción entre haces de luz intensos (como fuentes láser) y
la materia, y cada vez obtiene mayor auge en sectores como la biomedicina y la
computación.
Aunque existen
importantes instituciones en México que abordan esta rama de la ciencia, su
estudio aún resulta insuficiente en el país, a pesar de vincularse con
importantes temas científicos del presente y futuro.
En este contexto,
científicos de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM) de la Universidad Autónoma de Coahuila
(Uadec) buscan desarrollar investigación en esta área de la óptica y contribuir
en sus avances e investigación.
Entre los proyectos
contemplados por los investigadores de la FCFM, están desarrollar y continuar
trabajando sobre modelos de óptica no lineal, realizar estudios sobre
diferentes materiales y formalizar la creación de una línea de investigación
acerca de este tema.
En entrevista para la
Agencia Informativa Conacyt, la doctora Beatriz Adriana Martínez Irivas,
profesora investigadora de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la
Uadec, comenta sobre la investigación en torno a la óptica no lineal y la
aplicación de esta ciencia que, resalta la especialista, representa parte
importante del futuro en la innovación tecnológica.
Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Qué es óptica no lineal?
Beatriz Adriana Martínez Irivas (BAMI): La óptica no lineal es una parte de la óptica
que se encarga de estudiar los fenómenos inducidos por la propia luz a
intensidades altas cuando interacciona con el material, estas intensidades
generalmente las obtenemos de un láser.
AIC: ¿Dónde está inmersa?
BAMI: Actualmente lo vemos mucho en la biomedicina, en ese aspecto ha habido
muchos avances, por ejemplo, en la detección de cáncer, ha habido muchos
investigadores que han trabajado con los contrastes de fase, donde han
iluminado muestras de células con luz láser y han hecho estudios de las mismas
determinando células dañinas para poder disminuirlas.
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También en la parte
de almacenamiento, comunicaciones y sensores ópticos. Actualmente la óptica
ha rebasado los límites de la electrónica y, por tanto, se requiere
profundizar el estudio del área de fotones. Muchos investigadores han
apostado la computación cuántica proponiendo el estudio de materiales ópticos
no lineales.
AIC: ¿Qué investigación ha desarrollado sobre este tema?
BAMI: En la óptica no lineal hay varios fenómenos que se pueden clasificar
de acuerdo con la modificación de sus propiedades ópticas al interactuar con
la luz como: fenómenos a segundo orden, a tercer orden, a cuarto orden, a
quinto. He estado trabajando en los fenómenos que se presentan a tercer
orden, la respuesta del material varía con un campo eléctrico elevado al
cubo.
Los fenómenos que se encuentran son:
generación de tercer armónico, efecto óptico Kerr,
cambio de índice de refracción dependiente de la intensidad. De acuerdo con
esto, he trabajado en la determinación del cambio de índice de refracción en
diferentes materiales, como cristal líquido, y en un dispositivo híbrido
(silicio amorfo-cristal líquido) de manera experimental y de manera numérica.
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Doctora Beatriz
Adriana Martínez Irivas.
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AIC: ¿Qué resultados han obtenido?
BAMI: Hemos obtenido resultados del cambio de índice de refracción para cada
material (mencionado anteriormente) y hemos propuesto un modelo que determine
el tipo de cambio de índice de refracción, además de mostrar la automodulación
de fase, otro fenómeno dependiente de la intensidad, prediciendo de manera
general si el medio se comporta como un medio térmico (sus propiedades dependen
de la temperatura) o Kerr.
AIC: ¿Cuál es el potencial de aplicación de estos proyectos?
BAMI: La caracterización de materiales permitiría aplicaciones tanto en
comunicaciones, en sensores ópticos, dispositivos de almacenamiento y, claro,
en la medicina en la parte de biosensores activados por luz.
De acuerdo con la
respuesta óptica no lineal, podríamos desarrollar un switch óptico cuyo estado (abierto-cerrado) sea controlado por otra
señal óptica, esta tecnología es indispensable en el desarrollo de dispositivos
de procesamiento óptico de datos muy veloces.
AIC: ¿Qué proyectos tiene contemplados a futuro?
BAMI: Lo que hicimos en el modelo ahora lo queremos reproducir de manera
experimental, es decir, queremos encontrar un material (óxido de grafeno o
cristal líquido) que de acuerdo con su caracterización podamos determinar la
presencia de dos tipos de respuesta no lineal (positiva/negativa)
simultáneamente, para obtener un switch
óptico.
Otra idea es estudiar
de manera teórica y numérica la manera de generar haces adifraccionales como el
haz Bessel, así como el estudio de su propagación.
En la FCFM me gustaría
que ampliáramos las líneas de investigación, que creciéramos en el estudio de
los fenómenos de la óptica no lineal, proponer otra línea de investigación. Por
el momento, nos estamos enfocando en el estudio de fenómenos a tercer orden;
sin embargo, la óptica no lineal da para mucho más.
