Investigadores de la TU Kaiserslautern participan en mediciones de terahercios cuánticos para espesores de capas

Montaje experimental para la medición cuántica de espesores de capas en el rango espectral de terahercios mediante la medición de fotones visibles. (Foto: Fraunhofer ITWM)

Investigadores de la Universidad Técnica de Kaiserslautern (TUK) y del Fraunhofer ITWM demuestran por primera vez la medición del grosor de capas mediante interferencia cuántica de terahercios. El proyecto principal QUILT de los institutos Fraunhofer se ocupa, entre otras cosas, de la detección de ondas de terahercios basada en nuevos métodos cuántico-ópticos. Los investigadores del Fraunhofer ITWM y de la TUK informan sobre los primeros éxitos en la edición de marzo de la prestigiosa revista especializada "Science Advances", publicada por la "American Association for the Advancement of Science".

QUILT significa "Métodos Cuánticos para Soluciones Avanzadas de Imagen" y constituye la base para que varios institutos Fraunhofer desarrollen o mejoren conjuntamente sistemas de medición basados en la cuántica en diferentes rangos espectrales. En el Fraunhofer ITWM, se aprovechan las propiedades de fotones entrelazados en el aún joven campo de la sensores cuánticos.

"A pesar del continuo desarrollo de la tecnología de terahercios en los últimos años, la obtención de una imagen en este rango espectral sigue siendo un gran desafío técnico", afirma el físico experimental Prof. Georg von Freymann, director del área de Tecnologías Ópticas y Fotónica en la TUK y jefe del departamento de Caracterización y Prueba de Materiales en el Fraunhofer ITWM. "En contraste, hoy en día las cámaras en teléfonos inteligentes o PCs están altamente desarrolladas y ofrecen alta resolución y eficiencia de detección a costos moderados." Una solución puede ser un nuevo método de medición: mediante métodos cuántico-ópticos, las propiedades de los fotones en el rango de terahercios pueden transferirse a fotones visibles más fáciles de detectar, lo que facilita el análisis de la información sobre los fotones de terahercios.

"El año pasado sentamos las bases para el principio de medición que queremos implementar, y ahora pudimos observar por primera vez la interferencia cuántica en el rango de terahercios mediante fotones visibles", dice Björn Haase, uno de los doctorandos involucrados en la TUK. Su colega Mirco Kutas añade: "Por primera vez, logramos hacer accesibles las ondas de terahercios para experimentos con muestras externas." Los experimentos también se beneficiaron del apoyo de físicos teóricos del departamento de Optimización del Fraunhofer ITWM. "Los resultados de las simulaciones muestran una muy buena concordancia con el experimento", explica la Dra. Patricia Bickert, responsable principal de la modelización teórica.

De esta manera, fue posible determinar el grosor de capas de diferentes muestras, que solo interactúan con ondas de terahercios, mediante la detección de luz visible. Se trata de las primeras investigaciones de este tipo en todo el mundo.

Más información en las páginas del Fraunhofer ITWM (https://www.itwm.fraunhofer.de/de/presse-publikationen/presseinformationen/2020/2020_03_17-quantenoptische-terahertz-messung.html) y en la revista especializada "Science Advances": https://advances.sciencemag.org/content/6/11/eaaz8065.

Preguntas respondidas por:
Prof. Dr. rer. nat. Georg von Freymann
Área de Tecnologías Ópticas y Fotónica
Correo electrónico: georg.freymann@physik.uni-kl.de
Tel.: 0631 205-5225