Transmisión mejorada de luz a través de un medio aleatorio

La "mancha" de un láser golpeando una superficie surge porque la luz coherente toma simultáneamente diferentes caminos que reforzar o cancelar cada uno en diferentes lugares. Los investigadores han informado del efecto inverso, transmitiendo un haz láser a través de un material normalmente opaco estableciendo primero un patrón de fase específica en el punto láser.

Una sustancia clara como el agua no absorbe mucha luz, pero las pequeñas gotas dispersan luz en todas direcciones. Un conjunto aleatorio de dispersores que sea mucho más fino que la trayectoria libre de medios normalmente refleja casi toda la luz, como una nube blanca; solo una pequeña fracción es transmitida. Pero los teóricos se dieron cuenta hace décadas que la interferencia de ondas puede conllevar un comportamiento dramáticamente diferente. El fenómeno fue estudiado por primera vez en el dominio eléctrico: en un material conductor desordenado, la teoría dice que una interferencia del electrón puede llevar a la formación de algunos "canales abiertos" especiales que permiten que la corriente eléctrica pase casi sin obstáculos a través de una disposición aleatoria de trayectorias conductibles. Aún con los electrones no había forma de crear experimentalmente una estructura de fase de entrada necesaria para demostrar directamente este efecto.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Yale demostró el efecto correspondiente a las ondas de luz, aprovechándose de los moduladores espaciales de luz que controlan la fase de luz independientemente a través de un punto láser. Iluminaron con este punto una losa de partículas de óxido de titanio de 20 micrómetros de espesor, y medio micrómetro de diámetro, que inicialmente transmite solo cerca de un 5% de la luz. Pero al ajustar de forma iterativa las fases en las 460 regiones de todo el lugar para maximizar la transmisión, los investigadores lo incrementaron en un factor de 3,6. También pudieron reducir la transmisión en un factor de 3, simplemente ajustando las fases.

Via Physics.aps