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Los enlaces de fibra óptica en los que se basan la mayoría de las redes de comunicación de luz guiada han evolucionado en los últimos años debido al aumento de la velocidad y volumen del tráfico de información y a la gran eficiencia espectral de esta tecnología en cuanto a la Cable coaxial o par de cobre. Recientemente, se lanzó un nuevo récord de velocidad utilizando tecnologías como esta DWDM con una tasa de datos de 1.05 Pbps o una tasa de datos de 10 terabits por segundo con baja latencia usando un diseño ultradelgado de Cubierta fotónica PBG.

Además de las recientes mejoras en la transmisión de datos, los científicos del Centro de Tecnología Nanofotónica de la Universidad Politécnica de Valencia, en colaboración con un grupo de investigación del King’s College de Londres En el Reino Unido han desarrollado un nuevo método para controlar la dirección de la propagación de la luz para futuras aplicaciones en guías de ondas y redes de fibra óptica.

La nanofotónica es la ciencia que se ocupa del estudio de la luz y sus interacciones con la materia a nivel nanométrico, así como de la producción de material nanoestructurado en sus propiedades físicas, químicas y estructurales, con el fin de analizar las reacciones a escala nanométrica del material. cuando interactúa con la luz láser.

Lo más sorprendente de los materiales ópticos es que las interacciones de campos eléctricos creados por partículas cargadas eléctricamente a escala nanométrica pueden dar lugar a efectos novedosos con aplicaciones muy interesantes, como la última investigación publicada por este equipo en el diario. Ciencias.

Como los investigadores de la UPV Francisco José Rodríguez Y. Alejandro Martinez En su artículo, el movimiento circular de cargas cerca de una superficie metálica permite que la luz se propague sobre la superficie en una dirección determinada por el efecto de la rotación de las cargas. Para explicar este fenómeno, los investigadores ilustran este descubrimiento utilizando el ejemplo de un molino de agua en un río, es decir, según las leyes de la hidráulica, la presión del agua en una determinada dirección hace que las cuchillas del molino giren en una dirección. cierto sentido.

Por lo tanto, la dirección de rotación de las palas del molino indica la dirección en la que fluirá el agua del río. Si extrapolamos este ejemplo puramente físico al campo de luz, “el descubrimiento es realmente sorprendente, ya que la dirección de propagación de la luz aún no se ha controlado de esta forma”, dice Alejandro Martínez.

Rotación del dipolo

Para demostrar esta hipótesis, los investigadores utilizaron luz polarizada circularmente en su experimento para iluminar un pequeño surco en una superficie dorada y para mover alternativamente las cargas concentradas en el surco en círculos, con la dirección de rotación variando según el giro de la luz aplicada. . Para conectar este fenómeno con el ejemplo del molino de agua, el movimiento circular de las cargas sería como el del molino de agua.

Si consideramos este proceso Nano nivelesSi la ranura se coloca muy cerca de una guía óptica o una superficie metálica, Fenómeno de interferencia Esto hace que la luz se propague en la misma dirección. Por tanto, sería posible determinar la dirección de propagación de la luz en función de la dirección de rotación de las cargas, similar al ejemplo del molino de agua. Si, según el ejemplo del molino, se invierte la dirección de polarización, la luz guiada se propaga en la dirección opuesta y puede determinar la dirección de propagación de la luz a través del medio en función del sentido de giro del dipolo.

“La intuición nos dice que la luz debe viajar en todas las direcciones posibles de la misma manera que si se lanzara una piedra a un charco de agua y viéramos olas en todas las direcciones. El hecho de que el dipolo gire en una determinada dirección es realmente sorprendente ”, dice Alejandro Martínez.

Posibles aplicaciones

Como explica el profesor Anatoly Zayats, del grupo del King’s College de Londres, “La interferencia de ondas ha sido un fenómeno físico fundamental que se conoce desde hace siglos y tiene infinitas aplicaciones. Cuando observamos por primera vez que este efecto podría conducir a una guía de luz unidireccional utilizando polarización circular, no podíamos creer que un efecto tan fundamental hubiera pasado desapercibido durante tantos años. Ahora estamos trabajando para desarrollar lo que es posible Aplicaciones en nanofotónica y óptica cuántica”.

Por otro lado, la posibilidad podría usarse para controlar de manera eficiente la dirección de propagación de la luz de acuerdo con la dirección de rotación del dipolo de carga. construir interruptores ópticos para redes ópticas. “Debido a que este es un efecto tan fundamental, sin embargo, existen innumerables usos, desde conmutadores ultrarrápidos en redes ópticas hasta sistemas de Computadoras cuánticas o de imágenes en 3D”, Agrega Alejandro Martínez.

Imágenes a través de Flickr (desde Lnk.Si) Y. Wikipedia

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