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Alejandro Martínez, investigador del Centro de Tecnología Nanofotónica (NTC, por su sigla en inglés) de la Universitat Politècnica de València (UPV), ha llevado a cabo un análisis, publicado por Science, según el cual recientes avances en nanotecnología y nanofotónica van a permitir, en breve, la creación de polarímetros de altas prestaciones en chips fotónicos.

Se trataría, sin duda, de un avance de gran relevancia, teniendo en cuenta que, a día de hoy, el campo de la polarimetría es una excepción en la fotónica, dado que aún no se dispone de componentes integrados -al contrario que en muchos otros componentes fotónicos como moduladores electro-ópticos, sensores fotónicos o fotodetectores- y, durante décadas, científicos e ingenieros han tenido que hacer uso de polarímetros macroscópicos -utilizando una combinación de polarizadores y platos de cuarto de onda- que, pese a su buen funcionamiento, son equipos caros y voluminosos.

Polarímetros integrables en un chip de silicio

"Cuando trabajas en nanofotónica", comenta Martínez, "te das cuenta de que una de las mayores dificultades que tienes es que las nanoestructuras se comportan de forma muy diferente para distintas polarizaciones de la luz, lo que es un inconveniente para los ingenieros, dado que siempre buscamos crear dispositivos que se comporten igual con independencia de la polarización".

"En los últimos años", prosigue, "se ha hecho de este problema una virtud: si la respuesta de las nanoestructuras depende de la polarización, se pueden implementar polarímetros en la nanoescala que sean, además, integrables en un chip de silicio".

Así, tal y como comenta Martínez en su trabajo, ha habido numerosas demostraciones experimentales de nanopolarímetros en los últimos años. Unos hacen uso de metasuperficies en las que se dispone una serie de nanoantenas en una superficie cuyo tamaño o forma se va variando para poder obtener la polarización de la luz que les incide. Es posible, también, tener nanoantenas plasmónicas que absorban solo la luz para ciertas polarizaciones y, por último, llega el polarímetro basado en el fenómeno conocido como interacción espín órbita.

Un dispositivo que lo tiene todo

"Nosotros", indica el investigador del NTC-UPV, "contribuimos al campo de la polarimetría demostrando un dispositivo que lo tiene todo: mide la polarización en tiempo real, localmente, en una región mucho más pequeña que un micrómetro cuadrado -similar al de muchos virus-, a cualquier longitud de onda, y puede ser integrado en silicio sin el uso de metales que introducen pérdidas".

En opinión de Martínez, "los polarímetros en chip deberían sustituir rápidamente a los dispositivos comerciales actuales: tienen bajo coste, la fabricación es sencilla, se pueden integrar con microelectrónica, trabajan en tiempo real... no hay inconvenientes. Para poner en un satélite y monitorizar la actividad solar, por ejemplo, serían ideales por su mínimo peso. También para monitorizar la polarización en redes ópticas de alta velocidad o en la futura internet cuántica".