In una svolta promettente per il futuro delle comunicazioni, I ricercatori dell'EPFL hanno sviluppato una tecnologia in grado di amplificare la luce nelle ultime fibre ottiche a nucleo cavo.

"L'idea mi girava per la testa da circa 15 anni, ma non ho mai avuto il tempo o le risorse per fare qualcosa al riguardo, "dice Luc Thévenaz, il capo del Gruppo Fibre Ottiche nella School of Engineering dell'EPFL. Ora, il suo laboratorio ha sviluppato una tecnologia per amplificare la luce all'interno delle più recenti fibre ottiche a nucleo cavo.

La quadratura del cerchio

Le fibre ottiche odierne di solito hanno un nucleo di vetro solido senza aria all'interno. La luce può viaggiare lungo le fibre ma perde metà della sua intensità dopo 15 chilometri. Continua a indebolirsi fino a quando non può essere rilevato a malapena a 300 chilometri. Quindi per mantenere la luce in movimento, deve essere amplificato a intervalli regolari.

L'approccio di Thévenaz si basa su nuove fibre ottiche a nucleo cavo riempite con aria o gas. "L'aria significa che c'è meno attenuazione, così la luce può viaggiare su una distanza maggiore. Questo è un vero vantaggio, " dice il professore. Ma in una sostanza sottile come l'aria, la luce è più difficile da amplificare. "Questo è il nocciolo del problema:la luce viaggia più veloce quando c'è meno resistenza, ma allo stesso tempo è più difficile agire. Per fortuna, la nostra scoperta ha quadrato quel cerchio."

Dall'infrarosso all'ultravioletto

Allora cosa hanno fatto i ricercatori? "Abbiamo appena aggiunto pressione all'aria nella fibra per darci una certa resistenza controllata, " spiega Fan Yang, studente post-dottorato. "Funziona in modo simile alle pinzette ottiche:le molecole d'aria vengono compresse e si formano in ammassi regolarmente distanziati. Questo crea un'onda sonora che aumenta di ampiezza e diffrange efficacemente la luce da una sorgente potente verso il raggio indebolito in modo che venga amplificata fino a 100, 000 volte." La loro tecnica rende quindi la luce notevolmente più potente. "La nostra tecnologia può essere applicata a qualsiasi tipo di luce, dall'infrarosso all'ultravioletto, e a qualsiasi gas, " spiega. I loro risultati sono stati appena pubblicati in Fotonica della natura .

Un termometro estremamente preciso

Andando avanti, la tecnologia potrebbe servire ad altri scopi oltre all'amplificazione della luce. Le fibre ottiche a nucleo cavo o a gas compresso potrebbero, ad esempio, essere utilizzato per realizzare termometri estremamente precisi. "Potremo misurare la distribuzione della temperatura in qualsiasi punto lungo la fibra. Quindi, se un incendio inizia lungo un tunnel, sapremo esattamente dove è iniziato in base all'aumento della temperatura in un dato punto, "dice Flavien Gyger, dottorato di ricerca alunno. La tecnologia potrebbe anche essere utilizzata per creare una memoria ottica temporanea fermando la luce nella fibra per un microsecondo, dieci volte più a lungo di quanto sia attualmente possibile.