FOTÓNICA CUÁNTICA

Los cristales optomecánicos podrían codificar datos mediante el caos

Los cristales optomecánicos de silicio, que se diseñan a escala nanométrica para confinar fotones y unidades cuánticas de movimiento mecánico (fonones) en un mismo espacio físico, podrían codificar datos mediante el caos, según una investigación del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2).

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La señal óptica se ve alterada por no linealidades ópticas cuando atraviesa un cristal optomecánico. Las dinámicas no lineales codifican la señal emitida. La señal original se puede restablecer si se dispone de los parámetros de excitación del láser y del cristal optomecánico que introdujo los cambios dinámicos.

La investigación, que publica hoy la revista Nature Communications, demuestra que estas estructuras, que todavía se estudian en entornos experimentales complejos, podrían cambiar el futuro de las telecomunicaciones.


Según ha explicado la profesora del ICN2 Clivia Sotomayor Torres, que ha liderado la investigación, la interacción entre fotones y movimiento mecánico está mediada por fuerzas ópticas que, al interactuar con un cristal optomecánico, producen un haz de luz fuertemente modulado.


En los estudios de optomecánica las no linealidades ópticas suelen considerarse perjudiciales y se procura minimizar sus efectos.


Los investigadores del ICN2 sugieren usarlas para transportar información codificada, lo que establece las bases de una nueva tecnología de la información que combina fonónica, fotónica y señales electrónicas de radiofrecuencia.



Cristales con complejas dinámicas


Esta investigación, en la que también han participado investigadores del Departamento de Física de la Universidad de La Laguna y del Centro de Tecnología Nanofotónica de la Universidad Politécnica de Valencia, presenta las complejas dinámicas no lineales observadas en un cristal optomecánico de silicio.


La investigación, en la que también ha trabajado Daniel Navarro-Urrios, describe cómo un láser de onda continua y baja potencia se ve alterado tras atravesar una de esas estructuras que combinan las propiedades ópticas y mecánicas de la luz y la materia.


Así, la estabilidad de la intensidad del láser se vio afectada por factores como efectos termo-ópticos, la dispersión de portadores libres y el acople optomecánico.




Según Navarro-Urrios, el número de fotones almacenados en una cavidad afecta y se ve afectado por estos factores creando un efecto caótico que los investigadores fueron capaces de dominar cambiando los parámetros de excitación del láser.



Los autores demuestran que pueden controlar de forma precisa la aparición de un conjunto heterogéneo de cambios dinámicos.


Según los investigadores, los resultados establecen las bases de una tecnología de bajo coste que permitiría alcanzar grandes niveles de seguridad en comunicaciones ópticas mediante la integración de sistemas criptográficos optomecánicos basados en el caos.


Mediante el uso de cristales optomecánicos es posible introducir cambios dinámicos en un haz de luz que viaja a través de fibra óptica.


Las condiciones originales de la luz se podrían restablecer si se dispone de los parámetros de excitación del láser y del cristal optomecánico que introdujo los cambios dinámicos.


Por lo tanto, según el trabajo, incorporando a la fibra óptica dos chips integrados que contengan cavidades optomecánicas equivalentes sería posible proteger información añadiendo caos en el haz de luz en el punto de emisión y eliminándolo en el punto de recepción. EFE

Publicado en: Ciencia

La investigación, que publica hoy la revista Nature Communications, demuestra que estas estructuras, que todavía se estudian en entornos experimentales complejos, podrían cambiar el futuro de las telecomunicaciones.


Según ha explicado la profesora del ICN2 Clivia Sotomayor Torres, que ha liderado la investigación, la interacción entre fotones y movimiento mecánico está mediada por fuerzas ópticas que, al interactuar con un cristal optomecánico, producen un haz de luz fuertemente modulado.


En los estudios de optomecánica las no linealidades ópticas suelen considerarse perjudiciales y se procura minimizar sus efectos.


Los investigadores del ICN2 sugieren usarlas para transportar información codificada, lo que establece las bases de una nueva tecnología de la información que combina fonónica, fotónica y señales electrónicas de radiofrecuencia.



Cristales con complejas dinámicas


Esta investigación, en la que también han participado investigadores del Departamento de Física de la Universidad de La Laguna y del Centro de Tecnología Nanofotónica de la Universidad Politécnica de Valencia, presenta las complejas dinámicas no lineales observadas en un cristal optomecánico de silicio.


La investigación, en la que también ha trabajado Daniel Navarro-Urrios, describe cómo un láser de onda continua y baja potencia se ve alterado tras atravesar una de esas estructuras que combinan las propiedades ópticas y mecánicas de la luz y la materia.


Así, la estabilidad de la intensidad del láser se vio afectada por factores como efectos termo-ópticos, la dispersión de portadores libres y el acople optomecánico.




Según Navarro-Urrios, el número de fotones almacenados en una cavidad afecta y se ve afectado por estos factores creando un efecto caótico que los investigadores fueron capaces de dominar cambiando los parámetros de excitación del láser.



Los autores demuestran que pueden controlar de forma precisa la aparición de un conjunto heterogéneo de cambios dinámicos.


Según los investigadores, los resultados establecen las bases de una tecnología de bajo coste que permitiría alcanzar grandes niveles de seguridad en comunicaciones ópticas mediante la integración de sistemas criptográficos optomecánicos basados en el caos.


Mediante el uso de cristales optomecánicos es posible introducir cambios dinámicos en un haz de luz que viaja a través de fibra óptica.


Las condiciones originales de la luz se podrían restablecer si se dispone de los parámetros de excitación del láser y del cristal optomecánico que introdujo los cambios dinámicos.


Por lo tanto, según el trabajo, incorporando a la fibra óptica dos chips integrados que contengan cavidades optomecánicas equivalentes sería posible proteger información añadiendo caos en el haz de luz en el punto de emisión y eliminándolo en el punto de recepción. EFE

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