La polarización de la luz, junto a la intensidad, la longitud de onda y la fase, constituye una propiedad fundamental que mejora el contraste y la resolución en técnicas de imagen en comparación con métodos tradicionales basados únicamente en la intensidad. Sin embargo, los dispositivos de polarización integrados en circuitos suelen depender de complejas matrices de cuatro píxeles o de polarizadores externos, lo que limita su eficacia y versatilidad.
Actualmente, los dispositivos disponibles enfrentan dos desafíos principales: la respuesta espectral limitada en soluciones basadas en plasmones y metasuperficies, y la dificultad para detectar simultáneamente el ángulo (AoLP) y el grado (DoLP) de la polarización lineal en materiales anisotrópicos de baja dimensión. Superar estas limitaciones en la detección de polarización de amplio espectro y alta precisión es un reto crítico en el ámbito de la óptica y la fotónica.
Innovación en dispositivos de polarización
Un equipo de investigación liderado por el profesor Li Liang del Instituto de Física del Estado Sólido de la Academia China de Ciencias, en colaboración con el profesor Zhai Tianyou de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, ha desarrollado un innovador dispositivo denominado «heterojunción de barrera unipolar torsional». Este avance fue publicado recientemente en la revista Advanced Materials.
El nuevo dispositivo aprovecha las propiedades fotoeléctricas anisotrópicas únicas del material bidimensional PdSe₂ para construir una capa de absorción dual, ajustando finamente la banda de energía de la capa intermedia de MoS₂. Este diseño permite un control programable por sesgo sobre los caminos de transporte de portadores, lo que se traduce en un rendimiento sobresaliente.
Entre las principales innovaciones del dispositivo destacan:
- El comportamiento de fotocorriente bipolar en cero sesgo, que permite la decodificación directa de señales de comunicación bi-binas codificadas en polarización.
- La eliminación de la necesidad de polarizadores auxiliares, posibilitando la medición simultánea y en tiempo real del AoLP y DoLP, superando así las limitaciones de los arreglos de cuatro píxeles tradicionales.
Los hallazgos de este equipo ofrecen una nueva perspectiva sobre los detectores de polarización en chip de próxima generación, simplificando las estructuras del dispositivo y mejorando el procesamiento de información óptica. Estos avances no solo representan un progreso técnico, sino que también podrían tener importantes aplicaciones en campos como las telecomunicaciones, la imagenología y la sensorización avanzada.
Esta investigación no solo brinda un enfoque innovador a los dispositivos de detección de polarización, sino que también resalta la importancia de la colaboración internacional en el avance de la ciencia y la tecnología. Con el creciente interés en la fotónica y la óptica avanzada, este tipo de desarrollos se tornan cruciales para el futuro de la comunicación y la tecnología de sensores.
