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(noticias nanowerk) Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han introducido un concepto novedoso llamado “acoplamiento supercrítico” que permite una eficiencia de conversión ascendente de fotones muchas veces mayor. Este descubrimiento no sólo desafía los paradigmas existentes sino que también abre una nueva dirección en el control de la emisión de luz.
La conversión ascendente de fotones, el proceso de convertir fotones de baja energía en fotones de mayor energía, es una técnica crítica con amplias aplicaciones que van desde imágenes de alta resolución hasta dispositivos fotónicos avanzados. A pesar de los avances significativos, la búsqueda de una conversión ascendente eficiente de fotones ha enfrentado desafíos debido a las limitaciones inherentes en la irradiancia de nanopartículas dopadas con lantánidos y las condiciones críticas de acoplamiento de las resonancias ópticas.
![La figura ilustra el principio de](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/id64708_1.jpg)
El concepto de “acoplamiento supercrítico” juega un papel central para abordar estos desafíos. Este enfoque fundamentalmente nuevo, desarrollado por un equipo de investigación dirigido por el profesor LIU Xiaogang del Departamento de Química de NUS y su colaborador el Dr. Gianluigi ZITO, del Consejo Nacional de Investigación de Italia, utiliza la física de los «estados ligados en el continuo» (BIC). ).
Los BIC son fenómenos que permiten capturar la luz en estructuras abiertas con vidas teóricamente infinitas, superando así los límites del acoplamiento crítico. Estos fenómenos difieren del comportamiento habitual de la luz. Al manipular la interacción entre los modos oscuro y claro dentro de estas estructuras, similar al clásico análogo de la transparencia inducida electromagnéticamente, los investigadores no solo mejoraron el campo óptico local sino que también controlaron con precisión la dirección de la emisión de luz.
Sus resultados fueron publicados en la revista. Naturaleza (“Directiva de conversión ascendente gigante por parte de estados supercríticos vinculados en el continuo”).
La validación experimental del acoplamiento supercrítico representa un avance significativo y muestra un aumento en la luminiscencia de conversión ascendente en ocho órdenes de magnitud. La configuración experimental incluye una nanoplaca de cristal fotónico cubierta con nanopartículas de conversión ascendente. Estas nanopartículas sirven como microfuentes y láseres.
Se aprovecharon las propiedades únicas de los BIC, caracterizadas por una dispersión de luz insignificante y dimensiones a microescala de los puntos de luz, para lograr un enfoque preciso y un control direccional de la luz emitida. Esto abre nuevas posibilidades para controlar el estado de la luz.
El profesor Liu dijo: «Este avance no es sólo un descubrimiento fundamental, sino que representa un cambio de paradigma en el campo de la nanofotónica y transforma nuestra comprensión de la manipulación de la luz a nanoescala». Las implicaciones del acoplamiento supercrítico se extienden más allá de la conversión ascendente de fotones para incluir avances potenciales. en fotónica cuántica y diversos sistemas basados en resonadores acoplados”.
«Mientras la comunidad investigadora lidia con las implicaciones de este trabajo, se abre la puerta a un futuro en el que la luz, uno de los elementos más fundamentales de nuestro universo, pueda controlarse con una precisión y eficiencia sin precedentes», añadió el profesor Liu.
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