FOTÓNICA

Fotónica

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La línea de investigación sobre Fotónica de CFM se ocupa del estudio de la interacción de la radiación y la materia desde enfoques diferentes y complementarios: (i) la interacción de la luz con nanoestructuras metálicas y semiconductoras para confinar e ingeniar los campos electromagnéticos en la nanoescala, (ii) la investigación sobre las propiedades ópticas de nuevos materiales y elementos que proporcionan propiedades mejoradas en una variedad de efectos de láser, así como el diseño de nuevas estructuras fotónicas que proporcionan confinamiento láser para la bioimagenología, y (iii) la espectroscopia y las aplicaciones fotónicas de las unidades funcionales a nanoescala, incluyendo diferentes tipos de sistemas de baja dimensión.

Varios grupos, que se enumeran a continuación, desarrollan investigaciones en este sentido, incluida la actividad teórica y experimental:

LOS GRUPOS DE INVESTIGACIÓN

FÍSICA DEL LÁSER Y MATERIALES FOTÓNICOS

El grupo “Física Láser y Materiales Fotónicos” está ubicado en el Departamento de Física Aplicada de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) en Bilbao, y dedica la mayor parte de sus esfuerzos de investigación a las propiedades optoelectrónicas de nuevos materiales y estructuras para el láser de estado sólido y las propiedades de cristales fotónicos. Su actividad también abarca el desarrollo de un conjunto completo de técnicas de alta resolución, el desarrollo de nuevos materiales dieléctricos dopados con tierra rara de baja energía para convertidores de energía y/o aplicaciones de enfriamiento de láser de estado sólido, y el sondeo, caracterización y modelado del transporte y/o confinamiento de luz láser ultra-rápida ultra-intensa en materiales dieléctricos no homogéneos (nano-micro) dopados con centros ópticamente activos para aplicaciones de nanosensores, pantallas y bioimagen.

NANOMATERIALES Y ESPECTROSCOPIA

El grupo “Nanomateriales y Espectroscopia” se centra en la espectroscopia y las aplicaciones fotónicas de unidades funcionales a escala nanométrica, incluyendo puntos cuánticos semiconductores y alambres cuánticos, nanopartículas y nanoantenas metálicas y sistemas nanohíbridos orgánicos/inorgánicos. Otras actividades de investigación del grupo incluyen el estudio de las propiedades ópticas en nanocristales semiconductores (puntos cuánticos), materiales nanohíbridos, heterostucturas (alambres cuánticos), nanopartículas metálicas, nanoantenas y materiales funcionales orgánicos (áridos J), así como nuevos enfoques experimentales para controlar, manipular y sondear con luz a nanoescala.

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TEORÍA DE NANOFOTÓNICA

El grupo “Teoría de Nanofotónica” se dedica a la descripción teórica de las propiedades ópticas de las estructuras a nanoescala. La comprensión de estas propiedades requiere el análisis de las diferentes escalas de tiempo y espacio que entran en juego. También se trata de lograr un control óptimo de la señal óptica en la nanoescala. Otros fenómenos que se están analizando actualmente son la plasmónica cuántica, la acústico-plasmónica, las nanoantenas metálicas, la espectroscopia y la microscopía de campo mejorado, así como la teoría de la microscopía de campo cercano.

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LABORATORIO DE NANOFOTÓNICA CUÁNTICA

El programa de investigación del laboratorio de nanofotónica cuántica tiene como objetivo contribuir al desarrollo de dispositivos cuánticos híbridos basados en la interacción de la luz y la materia a nanoescala. El Centro de Física de Materiales pretende explotar el potencial y la experiencia de los grupos teóricos sobre estados cuánticos, y complementarla con el esfuerzo experimental de este nuevo grupo que puede abordar este tema desde un punto de vista aplicado y tecnológico.

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RESEARCH FACILITIES

Optical response of metallic nanoantennas in a variety of spectroscopy and microscopy configurations.

NANOPHOTONICS LAB

Scanning confocal time-resolved photoluminescence setup (MicroTime200, PicoQuant) providing single molecule sensitivity and high temporal resolution. Range of application includes Fluorescence Lifetime Imaging (FLIM), Fluorescence Correlation Spectroscopy (FCS), Forster Resonance Energy Transfer (FRET), Fluorescence Lifetime Measurements, Fluorescence Anisotropy and Intensity Time Traces.

SPECTROSCOPY TECHNIQUES

Spectroscopic equipment (Cary50, Varian) for measurement of energy transfer and conversion.

LASER SPECTROSCOPY LAB

Continuous and time-resolved (with nano-pico excitation laser sources) spectroscopies with high spectral resolution in the UV-VIS-IR domains together with low temperature facilities (2K). Home made photoacoustic spectrometer.

ULTRAFAST SPECTROSCOPY LAB

Tunable femtosecond sources (with regenerative amplification) in the IR domain with shigh speed detectors in the picosecond domain (Streak camera). Multiphoton microscope with time-resolved spectroscopic facilities.

MATERIAL SYNTHESIS LAB

Crystal growth facilities by using home made Bridgman and Czochralski fournaces. Computing Facilities for Calculation of Electromagnetic Response Several computing clusters at CFM and other institutions (such as DIPC) under collaborative research. Several scientific codes for solving Maxwell equations, based on finite differences in time domain (e.g., Lumerical solutions), discrete dipole approximation (DDA), etc.

DEVELOPMENT OF SCIENTIFIC SOFTWARE

Development of own scientific software for calculation of electromagnetic response.