Un equipo de investigación australiano ha creado un chip innovador para la nano-manipulación de la luz, allanando el camino para las tecnologías ópticas de próxima generación y permitiendo una comprensión más profunda de los agujeros negros.
Dirigido por el profesor Min Gu de la Universidad RMIT en Melbourne, Australia, el equipo diseñó un chip nanofotónico integrado que puede lograr niveles de control sin paralelo sobre el momento angular AM de la luz.
El trabajo pionero abre nuevas oportunidades para usar AM a escala de chip para la generación, transmisión, procesamiento y registro de información, y también podría usarse para ayudar a los científicos a comprender mejor la evolución y la naturaleza de los agujeros negros.
Mientras viaja aproximadamente en línea recta, un haz de luz también gira y gira alrededor de su eje óptico. El AM de la luz, que mide la cantidad de esa rotación dinámica, ha atraído un enorme interés de investigación en las últimas décadas.
Un enfoque clave es el potencial del uso de AM para permitir la expansión masiva de la capacidad disponible de fibras ópticas mediante el uso de canales de luz paralelos, un enfoque conocido como "multiplexación".
Pero darse cuenta de la multiplexación de AM en una escala de chip ha seguido siendo un gran desafío, ya que no hay material en la naturaleza capaz de detectar la luz retorcida.
"Al diseñar una serie de elaboradas nano-aberturas y nano-surcos en el chip fotónico, nuestro equipo ha permitido la manipulación en chip de luz retorcida por primera vez", dijo Gu.
"El diseño elimina la necesidad de cualquier otra óptica voluminosa basada en interferencia para detectar las señales de AM.
"Nuestro descubrimiento podría abrir aplicaciones AM realmente compactas en chip, como pantalla de ultra alta definición, comunicación óptica de ultra alta capacidad y cifrado óptico ultra seguro".
"También podría extenderse para caracterizar las propiedades AM de las ondas gravitacionales, para ayudarnos a obtener más información sobre cómo los agujeros negros interactúan entre sí en el universo"
El equipo diseñó nano-surcos para acoplar haces portadores de AM en diferentes campos de AM plasmónicos, y las nano-aberturas posteriormente clasificaron y transmitieron las diferentes señales de AM plasmónicas.
El autor principal, Haoran Ren, candidato a doctorado en la Universidad Tecnológica de Swinburne, dijo: "Si envía una señal de datos ópticos a un chip fotónico, es fundamental saber a dónde van los datos, de lo contrario se perderá información".
"Nuestro chip nanofotónico especialmente diseñado puede guiar con precisión las señales de datos de AM para que se transmitan desde diferentes ranuras de nanoanillo de clasificación de modo sin perder ninguna información"
Además de sentar las bases para la futura industria de big data de banda ultra ancha y proporcionar una nueva plataforma para la próxima revolución de la industria, la investigación ofrece un nuevo método preciso para mejorar el conocimiento científico de los agujeros negros.
Gu, vicerrector adjunto adjunto para investigación, innovación y emprendimiento en RMIT, y director del nodo del Centro del Consejo de Investigación de Australia para dispositivos de ancho de banda ultra alto para sistemas ópticos CUDOS, dijo que el trabajo ofrecía la posibilidad de un control total sobre la luz torcida, incluidos el momento angular de giro SAM y el momento angular orbital OAM.
"Debido al hecho de que los agujeros negros giratorios pueden impartir OAM asociado con ondas gravitacionales, una medición inequívoca del OAM a través del cielo podría conducir a una comprensión más profunda de la evolución y la naturaleza de los agujeros negros en el universo", dijo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad RMIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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