As muitas propriedades da luz permitem que ela seja manipulada e usada para aplicações que vão desde medições muito sensíveis até comunicações e formas inteligentes de interrogar objetos. Um grau atraente de liberdade é o padrão espacial, chamado luz estruturada, que pode se assemelhar a formas como donuts e pétalas de flores. Por exemplo, padrões com diferentes números de pétalas podem representar letras do alfabeto e, quando observados do outro lado, transmitir a mensagem.



Infelizmente, o que torna esses padrões sensíveis para medições também os torna suscetíveis a fatores ambientais indesejados, como turbulência do ar, óptica aberrada, fibras estressadas ou tecidos biológicos que fazem seus próprios "padrões" e distorcem a estrutura. Aqui, o padrão distorcido pode deteriorar-se a tal ponto que o padrão de saída não se parece em nada com o de entrada, tornando-os ineficazes.

Os métodos convencionais para corrigir isso precisavam reaplicar a mesma distorção - isso pode assumir a forma de medir a distorção e aplicar o reverso ou reverter a distorção no feixe e reenviá-lo de volta para a aberração, permitindo que isso se "desfaça" em si mesmo. o processo.

Numa colaboração entre a África do Sul e a Itália, investigadores demonstraram agora que é possível corrigir a luz aberrada que sai de um ambiente ruidoso para ser a mesma de antes, simplesmente emparelhando-a com outro feixe de luz não estruturado que sofreu a mesma aberração. Usando uma série de distorções ópticas, eles mostraram que passá-los juntos em um cristal não linear resulta naturalmente na correção da luz, mesmo para formas muito complexas de aberrações que tornaram a estrutura inicial irreconhecível.

Conforme relatado em Fotônica Avançada , os pesquisadores conseguiram isso explorando um processo chamado geração de frequência diferencial, onde dois feixes de luz enviados para um tipo especial de material, conhecido como cristal não linear, criam outro feixe que compartilha as propriedades das duas entradas. Mais pertinentemente, a aberração de saída é a diferença das duas aberrações de entrada, de modo que, se forem iguais, a luz pode corrigir a luz - com uma saída pós-cristal livre de aberrações.

Um aspecto interessante deste trabalho é que a correção é automática e viaja com o sinal para que a luz padronizada possa ser corrigida em tempo real, sem a necessidade de saber qual é a perturbação ou de reaplicar a mesma aberração com outras etapas mais complexas. Isso resulta em uma solução pronta e compacta que pode ser integrada em sistemas que utilizam essas estruturas para diversas aplicações, desde comunicações até imagens e captura óptica.

Como subproduto do processo, existe uma vantagem adicional de comunicação e detecção com diferentes comprimentos de onda; por exemplo, enviando informações com comprimentos de onda seguros para os olhos ou interrogando amostras biológicas em comprimentos de onda penetrantes, enquanto detecta em comprimentos de onda onde a tecnologia está bem desenvolvida para observação.

Mais informações: Sachleen Singh et al, Luz corrigindo luz com óptica não linear, Fotônica Avançada (2024). DOI:10.1117/1.AP.6.2.026003
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