Controllare la luce alla velocità della luce. Un importante risultato nel campo della fotonica arriva dall’Università degli Studi di Brescia, protagonista di una ricerca internazionale che ha portato allo sviluppo di un innovativo “interruttore” capace di controllare e modificare le caratteristiche della luce in modo ultra-veloce, fino a 100mila volte più rapidamente rispetto alle tecnologie attuali.
La scoperta rappresenta un passo decisivo verso la realizzazione dei transistor ottici, elementi fondamentali per costruire sistemi di calcolo ultraveloci e reti di comunicazione completamente basate sulla luce.
Il lavoro vede in prima linea i ricercatori dell’Università degli Studi di Brescia con la Professoressa Maria Antonietta Vincenti e il Prof. Domenico de Ceglia, nell’ambito di una collaborazione internazionale guidata dal Prof Marcello Ferrera (Heriot-Watt University, Scozia) e che coinvolge anche l’Università dell’Aquila e la Purdue University, insieme ad altri centri di ricerca internazionali.
Al centro dello studio vi è un dispositivo che funziona come un selettore di fotoni: un sistema in grado di aprire e chiudere il passaggio della luce e di controllarne una proprietà fondamentale, la polarizzazione, ovvero la direzione di oscillazione delle onde luminose.
Il dispositivo opera su scale temporali estremamente ridotte, dell’ordine di poche decine di femtosecondi (milionesimi di miliardesimo di secondo), grazie a impulsi laser ultra-rapidi. Si tratta di un “rotatore di polarizzazione dinamico”, realizzato con una sottilissima pellicola di ossido di zinco-alluminio (AZO) conduttivo, le cui proprietà vengono modificate direttamente dalla luce, senza ricorrere a magneti o circuiti elettrici complessi.
“In questo modo ‘programmiamo’ il materiale con la luce stessa, ottenendo temporaneamente un dispositivo che risponde in modo diverso a seconda della direzione di propagazione della luce: per qualche femtosecondo, il film diventa una sorta di diodo completamente ottico”, spiega Domenico de Ceglia dell’Università degli Studi di Brescia.
Il controllo della polarizzazione su scale temporali così brevi rappresenta da tempo una delle principali sfide della fotonica, soprattutto in vista della miniaturizzazione dei dispositivi.
“Questo dispositivo, capace di modulare la luce a velocità incredibilmente elevate — fino a centomila volte superiori rispetto ai transistor elettronici attuali — rappresenta un progresso di straordinaria importanza”, sottolinea Maria Antonietta Vincenti, dell’Università degli Studi di Brescia.
La ricerca apre nuove prospettive per lo sviluppo di tecnologie fotoniche avanzate e rafforza il ruolo dell’Università degli Studi di Brescia nel panorama internazionale della ricerca su materiali e dispositivi per il controllo della luce.
L'articolo completo, pubblicato su Nature Photonics, è disponibile qui: https://doi.org/10.1038/s41566-026-01886-3