Una nuova fibra ottica cava riduce notevolmente il "rumore" interferente con i segnali che trasmette rispetto alle fibre monomodali ormai ampiamente utilizzate, rapporto dei ricercatori dell'Università di Rochester.

La fibra cava antirisonante, creato dai ricercatori della University of Central Florida, produce mille volte meno "rumore" e i livelli più bassi mai registrati da interferenze causate da fononi acustici derivanti dal vetro nella fibra a temperatura ambiente.

Per documentare questo, ricercatori nel laboratorio di William Renninger, professore assistente di ottica, sviluppato una tecnica di misurazione altamente sensibile. I loro risultati sono riportati in un articolo pubblicato su Fotonica APL .

"È una fibra molto preziosa, e nonostante molto interesse da parte di ricercatori e alcune aziende, nessuno aveva realmente studiato il comportamento dei fononi sostenuti dalla struttura, e fino a che punto ha effettivamente ridotto il 'rumore, '" dice Renninger, esperto di ottica non lineare sperimentale e teorica.

I risultati del laboratorio dimostrano in modo conclusivo che la fibra è una "piattaforma promettente per applicazioni a basso rumore, come per l'elaborazione delle informazioni quantistiche e le comunicazioni ottiche, " scrive l'autore principale Arjun Iyer, un ricercatore associato laureato nel laboratorio di Renninger.

Una risposta unica al "rumore"

"Rumore" si riferisce a qualsiasi disturbo che maschera o interrompe un segnale inviato dalla luce attraverso una fibra ottica. Uno di questi disturbi è causato dai fononi, onde acustiche o sonore quantizzate che si verificano a livello atomico e subatomico, in questo caso nel vetro di una fibra ottica.

I fononi fanno sì che un raggio di luce "disperda" le onde acustiche, creando fasci di schegge di diverse frequenze, o colori, che possono interferire con, e ridurre l'energia di, il raggio principale. Mentre alcune forme di dispersione possono essere utili per applicazioni specifiche, interferisce con le applicazioni quantistiche e persino con le comunicazioni ottiche di base.

Il rumore può essere ridotto raffreddando le fibre a un livello estremamente basso, temperature criogeniche, ma questo è "molto costoso e complicato, " Dice Renninger. Un altro approccio consiste nel tentare di utilizzare complicati algoritmi di correzione degli errori per correggere il rumore.

La fibra cava antirisonante, però, rappresenta una soluzione semplice che funziona anche a temperatura ambiente. Creato dal coautore Rodrigo Amezcua Correa e da altri ricercatori del CREOL, il College of Optics and Photonics presso la University of Central Florida, la fibra presenta una disposizione unica di sette capillari cavi disposti attorno a un nucleo cavo all'interno della fibra.

Ciò si traduce in una sovrapposizione minima tra lo strato esterno di vetro della fibra e la luce che viaggia attraverso il nucleo, eliminando le interferenze dei fononi acustici provenienti dal vetro.

I test del laboratorio di Renninger hanno mostrato che la disposizione è 10 volte più efficace nel ridurre il rumore rispetto ad altri progetti a fibra cava. "Il poco rumore che rimane è causato dalle onde acustiche nell'aria all'interno della fibra, quindi se dovessi evacuare l'aria sarebbe altre 100 volte più efficace, " Dice Renninger. "Avresti un rumore incredibilmente basso".

"Se il destino del mondo dipendesse dalla riduzione del rumore acustico nelle fibre ottiche, questo è quello che vorresti usare."