Pesquisadores do Grupo de Nanoestruturas Fonônicas e Fotônicas (P2N) do ICN2 no campus da UAB publicaram um estudo no qual a dinâmica complexa, incluindo o caos, de não linearidades ópticas, são controlados usando cristais optomecânicos e alterando os parâmetros do laser de excitação. Essa descoberta pode permitir a codificação de informações, introduzindo o caos no sinal.

Cristais optomecânicos são projetados em nanoescala para permitir o confinamento de fótons e movimento mecânico em um volume físico comum. Essas estruturas estão sendo estudadas em configurações experimentais complexas e podem ter um impacto no futuro das telecomunicações. A interação dos fótons e o movimento mecânico são mediados por forças ópticas que conduzem a um feixe fortemente modulado de luz de onda contínua após interagir com um cristal optomecânico. Em optomecânica, não linearidades ópticas são geralmente consideradas prejudiciais e esforços são feitos para minimizar seus efeitos. Os pesquisadores do ICN2 sugerem usá-los para transportar informações codificadas. Iniciativas como PHENOMEN, um projeto europeu liderado pelo ICN2, lançar as bases de uma nova tecnologia da informação combinando fotônica, processamento de sinal de radiofrequência (RF) e fonônica.

Pesquisadores do Grupo de Nanoestruturas Fonônicas e Fotônicas (P2N), liderado pelo ICREA Research Prof. Dr Clivia Sotomayor-Torres no Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), publicou um artigo em Nature Communications apresentando a dinâmica não linear complexa observada em um cristal optomecânico de silício. O Dr. Daniel Navarro-Urrios é o primeiro autor deste estudo que descreve como uma onda contínua, A fonte do laser de baixa potência é alterada após viajar por uma dessas estruturas combinando propriedades ópticas e mecânicas da luz e da matéria.

O artigo relata a dinâmica não linear de um sistema de cavidades optomecânicas. A intensidade estável de um feixe de laser foi afetada por fatores como efeitos termo-ópticos, dispersão de portadores livres e acoplamento optomecânico. O número de fótons armazenados na cavidade afeta e é afetado por esses fatores, criando um efeito caótico que os pesquisadores foram capazes de modular alterando suavemente os parâmetros do laser de excitação. Os autores demonstram controle preciso para ativar uma variedade heterogênea de soluções dinâmicas estáveis.

Os resultados deste trabalho estabeleceram as bases para uma tecnologia de baixo custo atingindo altos níveis de segurança em comunicações ópticas utilizando sistemas criptográficos optomecânicos baseados no caos. É possível introduzir mudanças dinâmicas no feixe de luz que viaja através de uma fibra óptica usando um cristal optomecânico. As condições originais de luz poderiam ser restabelecidas se os parâmetros do laser de excitação e do cristal optomecânico que introduziu essas mudanças dinâmicas forem conhecidos. Assim, ligando por meio de fibras ópticas dois chips integrados contendo cavidades optomecânicas equivalentes, é possível proteger as informações introduzindo o caos no feixe de luz no ponto de emissão e suprimindo-o no ponto de recepção.