La luz es la cosa más rápida que conocemos, por lo que tiene sentido aprovecharla para sistemas de comunicación ultra rápidos. La fibra óptica hace precisamente eso, lo que nos permite guiarnos con precisión hacia dónde queremos enviar mensajes, pero la velocidad no es el único factor, ya que se pueden incluir más datos en cada mensaje «girando» la luz.
Ahora, los investigadores australianos han desarrollado un dispositivo para decodificar esos haces que es lo suficientemente pequeño como para caber en el extremo de un cable de fibra óptica.
Tradicionalmente, la tecnología de fibra óptica transporta información como pulsos de luz, y los científicos actualmente están experimentando con un aumento de ancho de banda haciendo uso de la «forma» de la luz también. Torcer haces de luz en una forma de «sacacorchos» está surgiendo como un método particularmente prometedor, y el grado de torsión se conoce como el momento angular orbital de la luz (OAM).
¿Como funciona este método?
En lugar de que una longitud de onda sea un canal de información, cada «giro» de la luz puede codificar un valor diferente, y aún mejor, hay un número teóricamente infinito de giros, lo que permite que se transmitan muchos más datos.
Pero eso no ayuda si esa información no puede ser descodificada en el otro extremo. Los dispositivos para hacer ese trabajo son generalmente grandes y voluminosos, pero ahora los investigadores de RMIT y la Universidad de Wollongong han desarrollado una versión mucho más pequeña.
El dispositivo funciona gracias a un sensor complementario de semiconductores de óxido de metal (CMOS), un término con el que puede estar familiarizado en el mundo de las cámaras. Estos chips convierten los fotones entrantes en electrones, lo que permite que los datos sean leídos por la electrónica convencional. Pero antes de que la luz toque el sensor, pasa a través de otra capa que desenreda la luz torcida.
«Nuestro detector nanoelectrónico OAM en miniatura está diseñado para separar diferentes estados de luz OAM en un orden continuo y para decodificar la información transportada por luz torcida», dice Haoran Ren, co-autor principal del estudio. «Para hacer esto, previamente se requeriría una máquina del tamaño de una tabla, que es completamente impráctica para las telecomunicaciones. Al usar nanosheets topológicos ultrafinos que miden una fracción de milímetro, nuestra invención hace mejor este trabajo y se ajusta al extremo de una fibra óptica».
Rendimiento de la fibra optica
Ese pequeño tamaño es clave para su utilidad, ya que el dispositivo se puede integrar en la infraestructura existente. El equipo dice que también podría usarse para decodificar la información cuántica enviada a través de la luz de torsión.
«El alto rendimiento, el bajo costo y el pequeño tamaño de esta tecnología la convierten en una aplicación viable para la próxima generación de comunicaciones ópticas de banda ancha», dice Min Gu, coautor del estudio. «Se ajusta a la escala de la tecnología de fibra existente y podría aplicarse para aumentar el ancho de banda, o potencialmente la velocidad de procesamiento, de esa fibra en más de 100 veces en los próximos años. Esta fácil escalabilidad y el impacto masivo que tendrá en las telecomunicaciones es lo que es tan emocionante «.
