Quando si attraversa un materiale solido come il vetro, un'onda luminosa può depositare parte della sua energia in un'onda meccanica, portando ad un cambiamento di colore della luce. Questo processo, chiamato "dispersione Brillouin, " ha importanti applicazioni tecniche. Trasmissione dati ottica a lungo raggio su Internet, Per esempio, si basa su amplificatori che generano onde meccaniche in una fibra ottica tramite un forte campo di luce laser. Le frequenze alle quali le onde meccaniche possono essere eccitate otticamente, e quindi gli spettri ottici che possono essere generati attraverso lo scattering di Brillouin, sono generalmente dettate dalle proprietà del materiale. Finora, questo ha limitato la gamma delle possibili applicazioni.

I ricercatori del team guidato da Daniel Lanzillotti-Kimura al Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies -C2N (CNRS/Université Paris-Saclay) ha recentemente dimostrato un micropilastro costituito da strati alternati di due materiali semiconduttori che costituisce un nuovo dispositivo per controllare la luce con il suono. Il dispositivo micropillar può modellare uno spettro ottico attraverso la diffusione di Brillouin quasi completamente a piacimento. Il loro lavoro è stato pubblicato sulla rivista ottica .

Il trucco principale alla base della versatilità del dispositivo è controllare la luce e il suono con parti separate. Nella struttura tecnologica all'avanguardia del C2N, i ricercatori hanno fabbricato micropilastri in cui gli strati interni, con spessori finissimi nell'ordine di pochi nanometri, costituiscono un risonatore per onde sonore a frequenze particolarmente elevate di 300GHz. Questo risonatore è incorporato tra strati più spessi, che confinano sonoramente la luce. Poiché luce e suono sono confinati nella stessa regione spaziale in tutte e tre le dimensioni dello spazio, il dispositivo è anche insolitamente efficiente nella generazione di dispersione Brillouin rispetto alle sue dimensioni.

Nel loro studio, i ricercatori hanno ideato una nuova tecnica ottica per rilevare e ottimizzare gli spettri Brillouin generati sotto l'influenza degli effetti termici. Ma l'impatto della loro scoperta va ben oltre:i risonatori Micropillar possono essere interfacciati direttamente con le fibre ottiche. Perciò, comprendono una piattaforma promettente per integrare le sorgenti luminose Brillouin con nanocircuiti ottici su un chip. I ricercatori sottolineano anche che il loro dispositivo può essere combinato con mezzi laser attivi e potrebbe persino essere migliorato per raggiungere il regime dell'acustica attiva, questo è, l'analogo dell'onda meccanica di un laser.