Investigadores de la Universidad de Stanford y del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) probaron un chip de silicio que separa luz mezclada en patrones que pueden analizarse por separado. El experimento abre una forma de estudiar información que una imagen basada solo en la intensidad puede perder, aunque todavía no demuestra una mejora en microscopios o telescopios.
El equipo publicó los resultados el 30 de octubre de 2026 en la revista científica Nature Photonics. En el ensayo principal combinó luz de dos láseres y utilizó un circuito fotónico para identificar sus modos de coherencia, componentes que describen cómo se relacionan las ondas de luz. Una prueba separada examinó la separación de tres modos.
Qué separa el circuito
Las ondas de un láser pueden mantener una relación estable entre sí. En una mezcla parcialmente coherente, esas relaciones existen en cierto grado, pero no son iguales en toda la luz. El chip organiza esa mezcla en salidas distintas cuyos modos ya no están correlacionados entre sí.
Para hacerlo, el dispositivo emplea una red de interferómetros, componentes que dividen y vuelven a combinar la luz. Un sistema de control ajusta la red de forma automática hasta dirigir cada modo a un canal diferente. Una vez configurado, el circuito deja esas salidas disponibles para procesamiento óptico posterior.
Shanhui Fan, profesor de Stanford y coautor del trabajo, explicó en un comunicado de la universidad que el chip aprende los modos de un campo luminoso desconocido y los dirige físicamente a salidas separadas. Eso permite analizar la coherencia espacial de la luz y conservar los componentes para tratarlos después.
Hay una distinción que importa para interpretar el resultado: los modos de coherencia no corresponden necesariamente, uno a uno, a los láseres u objetos que originaron la mezcla. El artículo muestra que, bajo condiciones específicas, dos haces espacialmente ortogonales y mutuamente incoherentes pueden separarse en salidas distintas incluso cuando se superponen en el espacio.
Dos porcentajes y una prueba adicional
El circuito principal se diseñó con nueve entradas ópticas. Los autores detallan que en los experimentos principales utilizaron una configuración efectiva de ocho entradas y dos salidas. Para comparar el método con una tomografía de referencia realizada en el mismo chip, limitaron la configuración a cuatro puertos de entrada.
En esa comparación, las fidelidades de los dos modos fueron 97.8 % y 99.9 %, respectivamente. Las cifras describen la coincidencia de los modos obtenidos con los de la tomografía de referencia. No representan el porcentaje de fotones recuperados ni una medida de la nitidez de una imagen.
En otro experimento, el equipo comprobó el funcionamiento con tres modos usando un circuito reconfigurable de nueve por nueve. El estudio no atribuye a esa prueba las dos cifras de fidelidad anteriores.
Los métodos del artículo especifican que los dos láseres del ensayo principal operaron a una longitud de onda nominal de 1,534.65 nanómetros, dentro del infrarrojo. El comunicado del ISTA los describe como ultravioletas; la cifra del estudio coincide con la descripción de luz infrarroja difundida por Stanford.
De la prueba óptica a las posibles imágenes
Una cámara convencional registra la intensidad que llega a cada punto de su sensor. Si las señales de dos objetos se superponen, esa imagen puede mostrar una sola mancha y dejar fuera información sobre la relación entre las ondas. El equipo probó con haces de láser una forma de acceder a parte de esa información adicional.
Stanford plantea que la técnica podría ayudar a distinguir partículas fluorescentes próximas en un microscopio. La universidad también informa que algunos integrantes del equipo colaboran con la NASA para estudiar si el método serviría para analizar luz de galaxias lejanas. Son aplicaciones en exploración: el experimento publicado no presentó imágenes de esas partículas ni observaciones astronómicas obtenidas con el chip.
El sistema de laboratorio combina el circuito con electrónica de control y un montaje óptico. El ISTA señaló que prepara una nueva generación de chips y que trabaja en diseños más rápidos, con más modos, así como en un posible microscopio junto con biólogos de la institución. Esos desarrollos deberán mostrar cómo se comporta el método con señales débiles y muestras reales.
