Medições precisas de comprimento de onda em alta velocidade são fundamentais para pesquisas ópticas e aplicações industriais, como monitoramento ambiental, análise biomédica e caracterização de materiais.



Estudos recentes mostraram que um meio de espalhamento desordenado, como uma fibra multimodo, pode gerar um padrão de manchas dependente do comprimento de onda, que pode fornecer uma alta resolução espectral e ampla largura de banda operacional em uma estrutura compacta. No entanto, as velocidades de medição dos espectrômetros speckle atuais são limitadas pelas câmeras, o que limita suas aplicações.

Em um novo artigo publicado em Light:Advanced Manufacturing , uma equipe de cientistas, liderada pelo professor Ming Tang e pelo Dr. Hao Wu da Universidade de Ciência e Tecnologia Huazhong, China, com os estudantes de doutorado Zheng Gao e Ting Jiang como co-autores, desenvolveu um medidor de ondas ultrarrápido baseado em multimodo e multicore fibras, que emprega mapeamento espectral-espacial-temporal.

Ao integrar as características do padrão speckle das fibras multimodo com as capacidades de amostragem das fibras multicore, este novo método atinge uma velocidade de medição espectral de 100 MHz sem comprometer a precisão.

Os cientistas resumem o princípio operacional de seu medidor de ondas, dizendo:"Para romper essa limitação de velocidade, introduzimos fibras multicore, propondo um esquema inovador de mapeamento espectral-espaço-tempo. Fundimos fibras multicore à extremidade de saída das fibras multimodo, usando cada núcleo para amostrar o padrão de manchas, transformando efetivamente a distribuição de intensidade em uma sequência de sinal de pulso. Como resultado, os fotodetectores de pixel único de alta velocidade substituíram as câmeras tradicionais, superando as limitações da taxa de quadros e alcançando um salto na velocidade de medição.

"Demonstramos experimentalmente uma taxa de medição de 100 MHz, mantendo uma alta resolução de 14h. Este método de medição tem um potencial significativo para aplicação em muitos campos."