I ricercatori del gruppo Phononic and Photonic Nanostructures (P2N) di ICN2 presso il campus UAB hanno pubblicato uno studio in cui le dinamiche complesse, compreso il caos, di non linearità ottiche, sono controllati utilizzando cristalli optomeccanici e modificando i parametri del laser di eccitazione. Questa scoperta potrebbe consentire la codificazione delle informazioni introducendo il caos nel segnale.

I cristalli optomeccanici sono progettati su scala nanometrica per consentire il confinamento di fotoni e movimento meccanico in un volume fisico comune. Tali strutture sono allo studio in complessi allestimenti sperimentali e potrebbero avere un impatto nel futuro delle telecomunicazioni. L'interazione dei fotoni e del movimento meccanico è mediata da forze ottiche che portano a un fascio di luce ad onda continua fortemente modulato dopo l'interazione con un cristallo optomeccanico. In optomeccanica, le non linearità ottiche sono generalmente considerate dannose e vengono fatti sforzi per minimizzare i loro effetti. I ricercatori di ICN2 suggeriscono di usarli per trasportare informazioni codificate. Iniziative come PHENOMEN, un progetto europeo guidato da ICN2, gettare le basi di una nuova tecnologia dell'informazione che combina la fotonica, elaborazione del segnale a radiofrequenza (RF) e fononica.

Ricercatori del gruppo di nanostrutture fononiche e fotoniche (P2N), guidato dall'ICREA Research Prof. Dr Clivia Sotomayor-Torres presso l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), pubblicato un articolo in Comunicazioni sulla natura presentando la complessa dinamica non lineare osservata in un cristallo optomeccanico di silicio. Il dottor Daniel Navarro-Urrios è il primo autore di questo studio che descrive come un'onda continua, la sorgente laser a bassa potenza viene alterata dopo aver attraversato una di queste strutture che combinano le proprietà ottiche e meccaniche della luce e della materia.

L'articolo riporta la dinamica non lineare di un sistema di cavità optomeccanici. L'intensità stabile di un raggio laser è stata influenzata da fattori quali effetti termo-ottici, dispersione di portante libera e accoppiamento optomeccanico. Il numero di fotoni immagazzinati nella cavità influenza ed è influenzato da questi fattori, creando un effetto caotico che i ricercatori sono stati in grado di modulare modificando dolcemente i parametri del laser di eccitazione. Gli autori dimostrano un controllo accurato per attivare una varietà eterogenea di soluzioni dinamiche stabili.

I risultati di questo lavoro gettano le basi di una tecnologia a basso costo che raggiunge livelli di sicurezza elevati nelle comunicazioni ottiche utilizzando sistemi crittografici optomeccanici basati sul caos. È possibile introdurre cambiamenti dinamici nel raggio di luce che viaggia attraverso una fibra ottica utilizzando un cristallo optomeccanico. Le condizioni di luce originarie potrebbero essere ristabilite se si conoscessero i parametri del laser di eccitazione e del cristallo optomeccanico che ha introdotto quei cambiamenti dinamici. Così, collegando tramite fibre ottiche due chip integrati contenenti cavità optomeccaniche equivalenti, è possibile proteggere le informazioni introducendo il caos nel raggio di luce nel punto di emissione e sopprimendolo nel punto di ricezione.