Il microdispositivo sviluppato dai ricercatori dell’Istituto di Scienze Applicate e Sistemi Intelligenti del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Napoli (Cnr-Isasi) in collaborazione con il Lawrence National Laboratory di Berkeley, rappresenta un significativo passo avanti nel campo della nanotecnologia e delle telecomunicazioni. La ricerca, recentemente pubblicata sulla rivista scientifica Advanced Optical Materials, si concentra su un cristallo fotonico, una nanostruttura innovativa che sfrutta i fotoni, particelle della luce, per la trasmissione di informazioni ad altissima precisione.
Novità in arrivo per nanotecnologia e telecomunicazioni
Il coordinatore della ricerca, Gianluigi Zito, spiega che i cristalli fotonici possono supportare configurazioni particolari del campo elettromagnetico, permettendo alla luce di rimanere confinata all’interno della struttura. La caratteristica più sorprendente di questo microdispositivo è la sua abilità di generare “vortici di luce”, fasci di fotoni generati da una carica topologica. Questi vortici, completamente controllabili, possono essere sfruttati in diverse applicazioni, tra cui la manipolazione di nanoparticelle e l’ottimizzazione di sistemi di telecomunicazione ottica.
Quello che rende unico questo dispositivo è la sua dimensione estremamente ridotta, essendo un chip prodotto attraverso gli standard di fabbricazione della nanoelettronica, con dimensioni migliaia di volte più piccole rispetto ai sistemi macroscopici tradizionalmente utilizzati per generare vortici di luce. Edoardo De Tommasi, uno dei ricercatori coinvolti nel progetto, sottolinea che il dispositivo è stato realizzato mediante un sofisticato processo di nano-litografia a fascio elettronico.
Il microdispositivo può generare vortici di luce con un numero specifico e un “verso” particolare di avvolgimenti del fronte d’onda, a seconda delle condizioni di illuminazione. Questa caratteristica apre nuove prospettive rivoluzionarie per i sistemi ottici di telecomunicazione, inclusi quelli crittografici. Inoltre, offre un livello di controllo senza precedenti sulla propagazione della luce.
Edoardo De Tommasi afferma che le potenziali applicazioni del dispositivo non si limitano solo ai settori delle telecomunicazioni ottiche. Queste potrebbero estendersi all’impartizione di proprietà quantistiche in sistemi combinati con vari nanomateriali ampiamente utilizzati nei chip fotonici attuali. Gianluigi Zito conclude che questa innovazione apre nuove frontiere nella scienza della luce e della nanotecnologia, con il potenziale di cambiare drasticamente vari settori tecnologici. L’importanza di questa ricerca risiede nell’integrazione di principi nanotecnologici avanzati con le esigenze sempre crescenti del mondo delle telecomunicazioni e delle scienze dei materiali. Aprendo così la strada a una nuova era di dispositivi ottici di dimensioni ridotte e altamente efficienti.