Trasformare la luce in vibrazioni meccaniche.

Fonte: Le Scienze

Coniugando i principi della fotonica con quelli della fononica, ricercatori del Caltech sono riusciti a costruire un dispositivo che converte con efficienza la luce in energia meccanica.

Un gruppo di ricercatori del California Institute of Technology (Caltech) a Pasadena è riuscito a ottenere una micro-sbarretta di silicio che è in grado di convertire con elevata efficienza la luce in vibrazioni e viceversa. Questo risultato apre la strada a un nuovo campo d'indagine della fisica e alla progettazione di microcircuiti ottici di nuova concezione. Alcuni anni fa Kerry Vahala, sempre del Caltech, era riuscito a mettere in vibrazione un micro-dischetto di silicio con la luce trasmessa da una fibra ottica e più di recente Daniel Gauthier della Duke University a Durham, era riuscito a far vibrare la fibra ottica stessa, ma gli effetti erano di intensità e durata estremamente ridotte. Ora, Oskar Painter, Kerry Vahala, Matt Eichenfield e collaboratori hanno progettato un'apparecchiatura che - coniugando i principi della fotonica con quelli della fononica - aumenta il livello di interazione fra luce e vibrazioni di diversi ordini di grandezza, aprendo potenzialmente le porte a microchip ottici in cui vibrazioni di bassa frequenza controllano segnali ottici ad alta frequenza o viceversa. Da più di 10 anni sono stati sviluppati i cosiddetti cristalli fotonici, materiali in grado di trasmettere la luce che, dotati di uno schema regolare di cavità, ne alterano il cammino. L'alterazione può essere tale da interdire la propagazione di alcune lunghezze d'onda che finiscono per interferire e cancellarsi; con una accurata calibrazione della disposizione e delle dimensioni dei buchi è però possibile far si che esse, invece di cancellarsi, restino intrappolate nei cristalli. Anche per le onde sonore è possibile costruire strutture analoghe. Ora, come riferiscono in un articolo pubblicato su "Nature" online, Eichenfield, Painter e colleghi sono riusciti a ottenere un cristalli ibrido fotonico/fononico a base di silicio delle dimensioni di 1x20 micrometri dotato di un'efficienza di conversione tale da poter essere in prospettiva utilizzato per la creazione di circuiti optomeccanici. (gg)