O uso de fibras ópticas multimodo para aumentar a capacidade de informação da Internet é severamente prejudicado por distorções que ocorrem durante a transmissão de imagens devido a um fenômeno chamado crosstalk modal.

Contudo, Pesquisadores da University of Rochester no Institute of Optics desenvolveram uma nova técnica, descrito em um artigo em Nature Communications, para "virar" a frente de onda óptica de uma imagem para ambas as polarizações simultaneamente, para que possa ser transmitido através de uma fibra multimodo sem distorção. Pesquisadores da University of South Florida e da University of Southern California colaboraram no projeto.

Autor principal Yiyu Zhou, um Ph.D. candidato no laboratório de Rochester de Robert Boyd, professor de ótica, faz uma analogia com uma rodovia multilinha ao descrever o desafio que os pesquisadores enfrentaram.

"Obviamente, uma rodovia com múltiplas faixas é mais rápida do que uma única faixa, "Zhou diz." Mas se um mensageiro for forçado a mudar da pista A para a pista B, o pacote será entregue no destino errado. Quando isso acontece em uma fibra multimodo - quando um modo espacial é acoplado a outro durante a propagação pela fibra - é o que chamamos de crosstalk modal. E queremos suprimir isso. "

A solução que os pesquisadores conceberam envolve a pré-moldagem digital da frente de onda e a polarização de um feixe de sinal de propagação direta para ser o conjugado de fase de um auxiliar, feixe de sonda de propagação reversa - em uma realização experimental de reversão vetorial no tempo.

"Quando um feixe óptico com frentes de onda perfeitas passa pela fibra multimodo, sai muito distorcido, "explica Boyd, que também é o Canada Excellence Research Chair in Quantum Nonlinear Optics da University of Ottawa.

"Se usarmos um espelho para enviar a frente da onda de volta, ficará ainda mais distorcido. Mas se, em vez disso, refletirmos em um espelho, e também virar a frente da onda da frente para trás, a distorção se desfaz à medida que as ondas voltam por aquele meio distorcido. Em particular, precisamos realizar este procedimento para ambas as polarizações simultaneamente quando o meio de distorção é uma fibra multimodo longa. "

Os pesquisadores demonstraram que essa tecnologia pode aumentar a capacidade do canal em uma fibra multimodo de 1 km de comprimento.

"Nossa técnica pode ser usada para realizar a multiplexação por divisão de modo por muito tempo, fibras multimodo padrão para aumentar significativamente a capacidade do canal de links de comunicação óptica, "Diz Zhou." Pode ser potencialmente usado para aumentar a velocidade da Internet em uma ou duas ordens de magnitude. "

A técnica também pode ser potencialmente usada para melhorar a imagem endoscópica do cérebro e outros tecidos biológicos, Zhou diz.