I ricercatori dimostrano una nuova tecnica per sopprimere i riflessi di luce, una migliore qualità del segnale per il rilevamento e la tecnologia dell'informazione.

I microrisonatori sono piccole strutture di vetro in cui la luce può circolare e aumentare di intensità. A causa di imperfezioni materiali, una certa quantità di luce viene riflessa all'indietro, che ne disturba la funzione.

I ricercatori hanno ora dimostrato un metodo per sopprimere questi riflessi posteriori indesiderati. I loro risultati possono aiutare a migliorare una moltitudine di applicazioni basate su microrisonatori dalla tecnologia di misurazione come i sensori utilizzati ad esempio nei droni, all'elaborazione ottica dell'informazione in reti in fibra ottica e computer.

I risultati del team del Max Planck Institute for the Science of Light (Germania), Imperial College di Londra, e il National Physical Laboratory (UK) sono stati recentemente pubblicati oggi nel Natura -diario di famiglia Luce:scienza e applicazioni .

Ricercatori e ingegneri stanno scoprendo molti usi e applicazioni per i microrisonatori ottici, un tipo di dispositivo spesso indicato come trappola luminosa. Una limitazione di questi dispositivi è che hanno una certa quantità di riflessione posteriore, o retrodiffusione, di luce per imperfezioni materiche e superficiali. La luce riflessa dal retro incide negativamente sull'utilità delle minuscole strutture in vetro. Per ridurre la retrodiffusione indesiderata, gli scienziati britannici e tedeschi si sono ispirati alle cuffie con cancellazione del rumore, ma piuttosto usando interferenze ottiche che acustiche.

"In queste cuffie, viene riprodotto un suono fuori fase per eliminare il rumore di fondo indesiderato, ", afferma l'autore principale Andreas Svela del Quantum Measurement Lab dell'Imperial College di Londra. "Nel nostro caso, stiamo introducendo la luce sfasata per annullare la luce riflessa posteriore, "Svela continua.

Per generare la luce fuori fase, i ricercatori posizionano una punta di metallo affilata vicino alla superficie del microrisonatore. Proprio come le imperfezioni intrinseche, la punta fa sì che la luce si disperda all'indietro, ma c'è una differenza importante:la fase della luce riflessa può essere scelta controllando la posizione della punta. Con questo controllo, la fase della luce retrodiffusa aggiunta può essere impostata in modo che annichilisca la luce intrinseca riflessa posteriore:i ricercatori producono oscurità dalla luce.

"È un risultato poco intuitivo, introducendo un ulteriore diffusore, possiamo ridurre la retrodiffusione totale, ", afferma il coautore e ricercatore principale Pascal Del'Haye presso il Max Planck Institute for the Science of Light. Il documento pubblicato mostra una soppressione record di oltre 30 decibel rispetto alle riflessioni posteriori intrinseche. In altre parole, la luce indesiderata è inferiore a un millesimo di quella che era prima dell'applicazione del metodo.

"Questi risultati sono entusiasmanti in quanto la tecnica può essere applicata a una vasta gamma di tecnologie di microrisonatori esistenti e future, " commenta il ricercatore principale Michael Vanner del Quantum Measurement Lab dell'Imperial College di Londra.

Per esempio, il metodo può essere utilizzato per migliorare i giroscopi, sensori che ad esempio aiutano i droni a navigare; o per migliorare i sistemi di spettroscopia ottica portatile, apertura per scenari come sensori integrati negli smartphone per il rilevamento di gas pericolosi o per aiutare a controllare la qualità della spesa. Per di più, componenti ottici e reti con una migliore qualità del segnale ci consentono di trasportare più informazioni ancora più velocemente.