Uma fibra ótica oca nova reduz extremamente o “ruído” que interfere com os sinais que transmite comparado ao único-modo as fibras agora amplamente utilizadas, pesquisadores na universidade do relatório de Rochester.
A fibra anti-ressonante do oco-núcleo, criada por pesquisadores na universidade de Florida central, produz mil vezes menos “ruído” — e os mais baixos níveis gravados nunca da interferência causada pelos fonão acústicos que levantam-se do vidro na fibra em temperaturas ambientes.
Para documentar este, os pesquisadores no laboratório de William Renninger, professor adjunto do sistema ótico, desenvolveram uma técnica de medição altamente sensível. Seus resultados são relatados em um papel publicado em APL Photonics.
“É uma fibra muito valiosa, e apesar de muito interesse nele por pesquisadores e por algumas empresas, ninguém tinha estudado realmente o comportamento dos fonão apoiados pela estrutura, e ao que extensão reduziu realmente ‘o ruído,’ “diz Renninger, um perito no sistema ótico não-linear experimental e teórico.
Os resultados do laboratório demonstram conclusivamente que a fibra é “uma plataforma prometedora para pedidos de baixo nível de ruído, como para o processamento e as comunicações óticas de informação do quantum,” escrevem o autor principal Arjun Iyer, um investigador associado graduado no laboratório de Renninger.
Uma resposta original ‘ruído’
O “ruído” refere todo o distúrbio que mascarar ou interromper um sinal que está sendo enviado pela luz através de uma fibra ótica. Um tal distúrbio é causado por fonão — ondas acústicas ou sadias quantificadas que ocorrem a níveis atômicos e subatômicos, neste caso no vidro de uma fibra ótica.
Os fonão fazem com que um feixe de luz “disperse” fora das ondas acústicas, criando feixes da lasca de frequências diferentes, ou cores, que pode interferir com, e reduzem a energia de, o feixe principal. Quando alguns formulários da dispersão puderem ser úteis para aplicações específicas, interfere com as aplicações do quantum e mesmo as comunicações óticas básicas.
O ruído pode ser reduzido refrigerando as fibras a extremamente - as baixas, temperaturas criogênicas, mas aquela é “muito cara e complicada,” Renninger dizem. Uma outra aproximação é tentar usar algoritmos decorreção complicados para corrigir para o ruído.
A fibra anti-ressonante do oco-núcleo, contudo, representa uma solução direta que trabalhe mesmo em temperaturas ambientes. Criado pelo coautor Rodrigo Amezcua Correa e pelos outros pesquisadores em CREOL, a faculdade do sistema ótico e Photonics na universidade de Florida central, a fibra caracterizam um arranjo original de sete capilares ocos arranjados em torno de um núcleo oco dentro da fibra.
Isto conduz à sobreposição mínima entre a camada exterior da fibra de vidro e a luz que viaja com o núcleo, eliminando a interferência dos fonão acústicos que emanam do vidro.
Os testes pelo laboratório de Renninger mostraram que o arranjo é 10 vezes mais eficaz em reduzir o ruído do que outros projetos ocos da fibra. “Pouco ruído que é deixado é causado por ondas acústicas no ar dentro da fibra, assim que se você devia evacuar o ar que seria outras 100 vezes mais eficaz,” Renninger diz. “Você teria incredibly de baixo nível de ruído.”
“Se o destino do mundo dependeu de reduzir o ruído acústico nas fibras óticas, este é esse que você quereria se usar.”
Referência: “Ultra-baixo Brillouin que dispersa em fibras anti-ressonantes do oco-núcleo” por Arjun Iyer, Wendao Xu, J. Enrique Antonio-Lopez, Rodrigo Amezcua Correa e William H. Renninger, o 18 de setembro de 2020, APL Photonics.
DOI: 10.1063/5.0017796
O estudo foi apoiado com o financiamento do escritório da pesquisa do exército e da concessão de CARREIRA do National Science Foundation de Renninger.
Outros coautores são Wendao Xu, um investigador associado graduado no laboratório de Renninger, e Enrique Antonio-Lopez, um cientista da pesquisa em CREOL.