p Pesquisadores demonstraram recentemente a realização de um microlaser integrado baseado em um novo design que emite luz em modos quirais, produzindo assim saca-rolhas de luz. Diz-se que um objeto é quiral se puder ser distinguido de sua imagem no espelho. Devido à sua forma helicoidal, os saca-rolhas são exemplos particularmente bons. p Esses objetos quirais são onipresentes na natureza, de galáxias em rotação à dupla hélice do DNA. A quiralidade da luz pode ser definida quando sua fase se enrola ao longo de seu eixo de propagação. Na década de 1990, foi reconhecido que o aproveitamento de tal característica quiral de campos de luz, chamado de momento angular orbital (OAM), poderia ser tecnologicamente vantajoso. De fato, OAM representa um grau ilimitado de liberdade, já que a frente de fase pode teoricamente enrolar um grande número arbitrário de vezes dentro de um período óptico.

p Ele, portanto, oferece uma base drasticamente ampliada para a codificação de informações em comparação com os estados de polarização de luz comumente usados, que são limitados a uma base bidimensional. A multiplexação de informações em uma base de dimensão superior ofereceria a possibilidade de aumentar drasticamente a eficiência dos protocolos de informação clássicos e quânticos. Além disso, transferir tais grandes valores de momento angular para partículas massivas é um recurso poderoso para esquemas de manipulação óptica em escala atômica (ou seja, pinças atômicas).

p Pesquisadores da equipe liderada por Jacqueline Bloch no Center de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N, CNRS — Univ. Paris-Sud / Paris-Saclay) no Palaiseau, junto com colaboradores do Laboratório PhLAM em Lille e do Institut Pascal em Clermont-Ferrand, relataram a demonstração de uma nova arquitetura de laser integrada que emite luz em um estado quiral, produzindo assim saca-rolhas de luz. A vantagem disruptiva deste microlaser reside na possibilidade de controlar a orientação do saca-rolhas (do sentido horário para o anti-horário) por meios óticos simples. Seu trabalho foi publicado em Nature Photonics .

p Para gerar esses estados quirais de luz, os pesquisadores usaram uma abordagem baseada em dois ingredientes principais. Primeiro, eles fabricaram uma cavidade hexagonal de laser formada por seis micropilares acoplados. Como resultado da simetria rotacional de seu dispositivo, os modos de ressonância apresentam OAM com valores bem definidos. Em segundo lugar, a fim de favorecer a emissão dos modos ópticos no sentido horário ou anti-horário, que requer quebrar a simetria de reversão de tempo no sistema, eles se beneficiaram de um acoplamento projetado entre a polarização e o OAM da luz. Este acoplamento permite gerar uma emissão de laser com uma quiralidade líquida usando uma bomba ótica circularmente polarizada. Como resultado, este novo microlaser emite luz coerente no sentido horário ou anti-horário, dependendo da polarização circular da bomba óptica.

p O esquema bastante geral proposto e implementado neste trabalho abre caminho para a realização de novas gerações de microlasers que emitem luz quiral que poderia ser usada para codificar informações na base do momento angular orbital.