•  I
• a · A  I
• Accessibilitat  I
• Mapa web  I
• Cercar  I
• Directori

• ::  Sign in :: 

Un equip d'investigadors del Centre de Tecnologia Nanofotònica de la Universitat Politècnica de València (NTC-UPV) ha participat, juntament amb la Universitat de la Laguna (ULL) i l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) -líder del treball- en un estudi que ha establit les bases per al desenvolupament d'una tecnologia de baix cost que podria permetre aconseguir grans nivells de seguretat en comunicacions òptiques.

La clau de la recerca, els resultats de la qual han sigut publicats per la revista Nature Communications, resideix en la generació de senyals caòtics en una cavitat optomecànica fabricada en un xip de silici.

Segons expliquen els autors de l'estudi, la llum és essencial per a les comunicacions modernes basades en la fibra de vidre. Els cristalls optomecànics es dissenyen a escala nanomètrica per a confinar fotons i unitats quàntiques de moviment mecànic (fonons) en un mateix espai físic. Aquestes estructures, que avui dia encara s'estudien en entorns experimentals complexos, podrien canviar el futur de les telecomunicacions.

Canvi d'estats modificant la longitud d'ona de l'excitació làser

En una cavitat optomecànica hi ha diverses partícules interactuant fortament entre si. A més de fotons (llum) i fonons (vibracions), poden generar-se electrons per fenòmens d'origen no lineal. La interacció entre aquestes partícules és molt complexa, però es pot controlar de forma adequada per a donar lloc a nous fenòmens físics.

Alejandro Martínez, investigador de l'NTC de la UPV, explica que "les no-linealitats són claus en el nostre sistema. En injectar llum a una cavitat tan xicoteta, es produeix la interacció controlada entre fotons, fonons i electrons, la qual cosa ens permet tenir múltiples estats, i passar d'uns de molt ordenats -com l'emissió coherent de fonons- a uns altres de molt desordenats -generació caòtica de fonons, per exemple- canviant la longitud d'ona de l'excitació làser".

Nova perspectiva sobre les no-linealitats òptiques

En aquest sentit, són fonamentals les forces òptiques que, en interactuar amb un cristall optomecànic, produeixen un feix de llum fortament modulat. Tradicionalment, en aquest àmbit, les no-linealitats òptiques solen considerar-se perjudicials i se'n procura minimitzar els efectes. No obstant això, els investigadors de la UPV suggereixen usar-les per a transportar informació codificada en el caos.

"Seria factible codificar dades en els senyals caòtics que es generen", afirma Martínez, "la qual cosa tindria una enorme utilitat en comunicacions segures no desxifrables. Amb l'estructura proposada, la forma de generar senyals caòtics és molt senzilla i eficient, a pesar que encara hem de demostrar la sincronització de cavitats optomecàniques actuant com a font i receptor de senyals caòtics. La idea és incorporar a un sistema òptic de comunicacions dos xips integrats que continguen cavitats optomecàniques per a protegir la informació afegint caos al feix de llum en el punt d'emissió i eliminant-lo en el punt de recepció".

Grans nivells de seguretat amb tecnologia de baix cost

En l'article publicat, els investigadors presenten les complexes dinàmiques no-lineals observades en un cristall optomecànic de silici. Daniel Navarro-Urrios, autor principal del treball, com un làser d'ona contínua i baixa potència es veu alterat després de travessar una estructura que combina les propietats òptiques i mecàniques de la llum i la matèria.

"Els resultats", conclou Martínez, "estableixen les bases d'una tecnologia de baix cost que permetria aconseguir grans nivells de seguretat en comunicacions òptiques mitjançant la integració de sistemes criptogràfics optomecànics basats en el caos".

Aquest estudi ha sigut dut a terme en el marc de PHENOMEN, un projecte europeu liderat per l'ICN2 l'objectiu del qual és establir les bases d'una nova tecnologia de la informació que combine fonònica, fotònica i senyals electrònics de radiofreqüència.