La modulazione dell'ampiezza e della fase della luce è un ingrediente chiave per molte applicazioni come la modellatura del fronte d'onda, ottica di trasformazione, array a fasi, modulatori e sensori. L'esecuzione di questo compito con un'elevata efficienza e un ingombro ridotto è una sfida importante per lo sviluppo di dispositivi optoelettronici.

In un recente articolo pubblicato su Fotonica della natura , I ricercatori dell'ICFO Dr. Achim Woessner e Dr. Mark Lundeberg e i loro collaboratori hanno sviluppato un modulatore di fase basato sul grafene in grado di sintonizzare la fase della luce tra zero e 2π in situ.

Per realizzare questo, hanno sfruttato l'esclusiva sintonizzabilità della lunghezza d'onda dei plasmoni di grafene, luce accoppiata agli elettroni nel grafene. Nel loro esperimento, hanno usato grafene di altissima qualità per costruire un modulatore di fase completamente funzionale con un ingombro del dispositivo di soli 350 nm, che è 30 volte superiore alla lunghezza d'onda della luce infrarossa utilizzata per questo esperimento. Un microscopio a campo vicino è stato utilizzato per eccitare e visualizzare i plasmoni, consentendo una visione senza precedenti delle proprietà dei plasmoni come la loro lunghezza d'onda e fase.

Questo nuovo tipo di modulatore di fase consente di utilizzare plasmoni di grafene per modulatori di luce ultracompatti e array di fase con la possibilità di controllare, sterzare e mettere a fuoco la luce in situ. Questo ha potenziali applicazioni per il biosensore su chip e l'ottica di trasformazione bidimensionale.