Luce di fibre ottiche amplificata con aria, svolta per futuro delle comunicazioni?

10-08-2020

fibra ottica — Fibra ottica a nucleo cavo riempita con aria o gas (credito: Alain Herzog/2020 EPFL)

Un metodo particolare per amplificare la luce dentro le fibre ottiche di ultima generazione, quelle a nucleo cavo, è stato ideato da Luc Thévenaz, direttore del Fiber Optics Group dell’EPFL, insieme ai membri del suo team.
Le fibre ottiche che si utilizzano oggi, infatti, dispongono di un sottile nucleo di vetro solido e quindi non passa alcuna area all’interno. La luce che viaggia lungo queste fibre perde dunque una certa intensità, circa metà, dopo diversi km, più o meno 15. Continua quindi ad indebolirsi tanto che a 300 km il segnale non può essere neanche più rilevato. Proprio per questo il movimento della stessa luce deve essere Amplificata con intervalli regolari.

Thévenaz ha provato dunque a riempire queste nuove fibre ottiche con aria creando un minor livello di attivazione e permettendo alla luce di viaggiare su distanze più grandi. Tuttavia il processo di amplificazione, che pur deve essere eseguito, è più difficile quando c’è l’aria di mezzo. I ricercatori hanno provato a risolvere proprio questo problema.
“Abbiamo appena aggiunto pressione all’aria nella fibra per darci una resistenza controllata”, spiega Fan Yang, uno studente post dottorato che ha lavorato al progetto nel team di Thévenaz. “Funziona in modo simile alle pinzette ottiche: le molecole d’aria vengono compresse e si formano in cluster regolarmente distanziati. Questo crea un’onda sonora che aumenta di ampiezza e diffrange efficacemente la luce da una sorgente potente verso il fascio indebolito in modo che sia amplificato fino a 100.000 volte”.
Questo sistema rende il segnale della luce nelle fibre ottiche a “notevolmente più potente”, come riferito nel comunicato stampa diffuso dalla stessa EPFL. Inoltre la tecnica può essere utilizzata anche con luce infrarossa e con l’ultravioletto.
Oltre che amplificare la luce delle fibre ottiche, questi risultati potrebbero essere usati anche per creare termometri molto precisi per misurare la stessa temperatura in qualsiasi. Lo studio è stato pubblicato su Nature Photonics.