A modulação da amplitude e da fase da luz é um ingrediente chave para muitas aplicações, como a modelagem da frente de onda, óptica de transformação, matrizes em fase, moduladores e sensores. Executar essa tarefa com alta eficiência e pegada pequena é um grande desafio para o desenvolvimento de dispositivos optoeletrônicos.

Em um artigo recente publicado em Nature Photonics , Os pesquisadores do ICFO Dr. Achim Woessner e Dr. Mark Lundeberg e seus colaboradores desenvolveram um modulador de fase baseado em grafeno capaz de ajustar a fase da luz entre zero e 2π in situ.

Para alcançar isto, eles exploraram a sintonia de comprimento de onda única de plasmons de grafeno, luz acoplada a elétrons no grafeno. Em seu experimento, eles usaram grafeno de altíssima qualidade para construir um modulador de fase totalmente funcional com uma pegada de dispositivo de apenas 350 nm, que é 30 vezes mais do que o comprimento de onda da luz infravermelha usada para este experimento. Um microscópio de campo próximo foi usado para excitar e criar imagens dos plasmons, permitindo uma visão sem precedentes das propriedades do plasmon, como seu comprimento de onda e fase.

Este novo tipo de modulador de fase permite que plasmons de grafeno sejam usados ​​para moduladores de luz ultracompactos e matrizes de fase com a possibilidade de controlar, orientar e focar a luz no local. Isso tem aplicações potenciais para biossensor no chip e óptica de transformação bidimensional.