La modulation de l'amplitude et de la phase de la lumière est un ingrédient clé pour de nombreuses applications telles que la mise en forme du front d'onde, optique de transformation, réseaux phasés, modulateurs et capteurs. Effectuer cette tâche avec un rendement élevé et un faible encombrement est un défi majeur pour le développement de dispositifs optoélectroniques.

Dans un article récent publié dans Photonique de la nature , Les chercheurs de l'ICFO, le Dr Achim Woessner et le Dr Mark Lundeberg et leurs collaborateurs, ont développé un modulateur de phase basé sur le graphène capable de régler la phase lumineuse entre zéro et 2π in situ.

Pour y parvenir, ils ont exploité l'accordabilité unique en longueur d'onde des plasmons de graphène, lumière couplée aux électrons dans le graphène. Dans leur expérience, ils ont utilisé du graphène de très haute qualité pour construire un modulateur de phase entièrement fonctionnel avec une empreinte de dispositif de seulement 350 nm, ce qui est 30 fois plus que la longueur d'onde de la lumière infrarouge utilisée pour cette expérience. Un microscope en champ proche a été utilisé pour exciter et imager les plasmons, permettant un aperçu sans précédent des propriétés des plasmons telles que leur longueur d'onde et leur phase.

Ce nouveau type de modulateur de phase permet d'utiliser des plasmons de graphène pour des modulateurs de lumière ultra-compacts et des réseaux de phases avec la possibilité de contrôler, diriger et focaliser la lumière in situ. Cela a des applications potentielles pour la biodétection sur puce et l'optique de transformation bidimensionnelle.