Uma nova fibra óptica oca reduz muito o "ruído" que interfere nos sinais que ela transmite em comparação com as fibras monomodo agora amplamente utilizadas, pesquisadores do relatório da Universidade de Rochester.

A fibra de núcleo oco anti-ressonante, criado por pesquisadores da University of Central Florida, produz um "ruído" mil vezes menor - e os níveis mais baixos já registrados de interferências causadas por fônons acústicos originados do vidro da fibra em temperatura ambiente.

Para documentar isso, pesquisadores do laboratório de William Renninger, professor assistente de ótica, desenvolveu uma técnica de medição altamente sensível. Suas descobertas são relatadas em um artigo publicado em APL Photonics .

"É uma fibra muito valiosa, e apesar de muito interesse por parte de pesquisadores e algumas empresas, ninguém tinha realmente estudado o comportamento dos fônons suportados pela estrutura, e até que ponto realmente reduziu o "ruído", '"diz Renninger, um especialista em óptica não linear experimental e teórica.

As descobertas do laboratório demonstram conclusivamente que a fibra é uma "plataforma promissora para aplicações de baixo ruído, como para processamento de informações quânticas e comunicações ópticas, "escreve o autor principal Arjun Iyer, um associado de pesquisa de pós-graduação no laboratório de Renninger.

Uma resposta única para 'ruído'

"Ruído" refere-se a qualquer perturbação que mascara ou interrompe um sinal enviado pela luz através de uma fibra óptica. Um desses distúrbios é causado por fônons - ondas acústicas ou sonoras quantizadas que ocorrem em níveis atômicos e subatômicos, neste caso, no vidro de uma fibra óptica.

Os fônons fazem com que um feixe de luz "espalhe" as ondas acústicas, criando feixes fragmentados de frequências diferentes, ou cores, que pode interferir com, e reduzir a energia de, a viga principal. Embora algumas formas de dispersão possam ser úteis para aplicações específicas, ele interfere nas aplicações quânticas e até mesmo nas comunicações ópticas básicas.

O ruído pode ser reduzido pelo resfriamento das fibras a um nível extremamente baixo, temperaturas criogênicas, mas isso é "muito caro e complicado, "Renninger diz. Outra abordagem é tentar usar algoritmos de correção de erros complicados para corrigir o ruído.

A fibra de núcleo oco anti-ressonante, Contudo, representa uma solução simples que funciona mesmo em temperatura ambiente. Criado pelo co-autor Rodrigo Amezcua Correa e outros pesquisadores do CREOL, a Faculdade de Óptica e Fotônica da Universidade da Flórida Central, a fibra apresenta um arranjo exclusivo de sete capilares ocos dispostos ao redor de um núcleo oco dentro da fibra.

Isso resulta em uma sobreposição mínima entre a camada externa de vidro da fibra e a luz que viaja através do núcleo, eliminando a interferência de fônons acústicos que emanam do vidro.

Testes do laboratório de Renninger mostraram que o arranjo é 10 vezes mais eficaz na redução de ruído do que outros designs de fibra oca. "O pouco ruído que resta é causado por ondas acústicas no ar dentro da fibra, então, se você fosse evacuar o ar, seria outras 100 vezes mais eficaz, "Renninger diz." Você teria um ruído incrivelmente baixo ".

“Se o destino do mundo dependia da redução do ruído acústico nas fibras ópticas, este é o que você gostaria de usar. "