Construyendo a partir del 'anti

Sep 03, 2023

26 de enero de 2023

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por la Universidad de Yale

A partir de un innovador "antiláser", un equipo de investigadores ha desarrollado un sistema que puede dirigir la luz y otras ondas electromagnéticas para el procesamiento de señales sin reflejos de señales no deseados, una innovación que podría hacer avanzar las redes de área local, el campo de la fotónica y otras aplicaciones.

Los resultados, dirigidos por A. Douglas Stone de Yale y Philipp del Hougne de la Universidad de Rennes en Francia, se publican en Science Advances.

Hace poco más de una década, Stone lideró un equipo en la creación del anti-láser, o "absorbedor perfecto coherente" (CPA). En lugar de emitir un haz como lo hace un láser, un antiláser absorbe la luz de entrada con la misma precisión.

En un láser, la luz rebota de un lado a otro entre dos espejos, cada vez que pasa a través de un material amplificador, conocido como "medio de ganancia", como el arseniuro de galio. Debido a que la luz tiene una longitud de onda específica, crea una retroalimentación que gana cada vez más en intensidad. En una fuente de luz típica, por ejemplo, una bombilla de uso diario, los átomos irradian de forma independiente y crean luz de muchas longitudes de onda diferentes y, como resultado, la luz va en muchas direcciones. Sin embargo, en los láseres, los átomos irradian a la misma frecuencia y en la misma dirección, creando un haz concentrado de una sola longitud de onda.

La diferencia en el antiláser es que en lugar de utilizar un material amplificador, utiliza uno que absorbe la luz, es decir, un "medio de pérdida". En su versión más simple, el antiláser divide un solo rayo láser en dos y dirige los dos rayos entre sí, encontrándose en una oblea de silicio delgada como el papel. Las ondas de luz están sintonizadas con precisión para entrelazarse entre sí y quedar atrapadas. Luego se disipan en calor.

Para su trabajo más reciente, los investigadores se basaron en este concepto y desarrollaron un dispositivo basado en lo que denominan "modos de dispersión sin reflexión" (RSM).

"Preguntamos si existe algún principio como este en el que podamos guiar la luz en lugar de transducirla a otra forma de energía", dijo Stone, profesor de física y física aplicada de Carl A. Morse. "Porque con las fibras ópticas y los circuitos fotónicos modernos, la luz de guía y el hecho de que nada de ella se refleje es extremadamente valioso".

A partir de ahí, desarrollaron el dispositivo que, en lugar de absorber las ondas, las redirigiría a canales específicos. Stone trabajó en el lado teórico del proyecto, mientras que Philipp del Hougne de la Universidad de Rennes en Francia construyó el dispositivo real.

"En lugar de transducirlo todo, podría ir todo a nuestros canales de salida elegidos o parte podría absorberse y el resto ir a los canales de salida", dijo Stone. "En el próximo paso, queremos hacer un dispositivo similar en el que la absorción sea insignificante, de modo que toda la energía se enrute de manera eficiente para realizar su función de información o detección. Hay un gran interés en tales tecnologías para reducir el consumo de energía de la celda. redes telefónicas, por ejemplo".

El dispositivo eliminó los reflejos de la señal, que durante mucho tiempo han sido un problema para los enrutadores de señal, un ingrediente fundamental de las modernas redes nanofotónicas y de radiofrecuencia. Además de causar una pérdida en la potencia de la señal, estos reflejos pueden provocar ecos devastadores no deseados de potencia de la señal reflejada en la red.

Más información: Jérôme Sol et al, Enrutadores de señales programables sin reflexión, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adf0323

Información del diario:Avances de la ciencia

Proporcionado por la Universidad de Yale