Forskare från ICN2:s Phononic and Photonic Nanostructures (P2N) Group vid UAB campus har publicerat en studie där den komplexa dynamiken, inklusive kaos, av optiska olineariteter, styrs genom att använda optomekaniska kristaller och ändra parametrarna för excitationslasern. Denna upptäckt kan möjliggöra kodifiering av information genom att introducera kaos i signalen.
Optomekaniska kristaller är utformade i nanoskala för att möjliggöra begränsning av fotoner och mekanisk rörelse i en gemensam fysisk volym. Sådana strukturer studeras i komplexa experimentella uppsättningar och kan ha en inverkan i framtiden för telekommunikation. Interaktionen mellan fotonerna och den mekaniska rörelsen medieras av optiska krafter som leder till en starkt modulerad stråle av kontinuerligt vågigt ljus efter interaktion med en optomekanisk kristall. Inom optomekanik, optiska olineariteter betraktas vanligtvis som skadliga och ansträngningar görs för att minimera deras effekter. ICN2 -forskare föreslår att man använder dem för att transportera kodifierad information. Initiativ som FENOMER, ett europeiskt projekt som leds av ICN2, lägga grunden för en ny informationsteknik som kombinerar fotonik, radiofrekvens (RF) signalbehandling och fononik.
Forskare från Phononic and Photonic Nanostructures (P2N) Group, ledd av ICREA-forskningen Prof. Dr Clivia Sotomayor-Torres vid Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), publicerat en artikel i Naturkommunikation presenterar den komplexa icke-linjära dynamiken som observerats i en optomekanisk kristall av kisel. Dr Daniel Navarro-Urrios är den första författaren till denna studie som beskriver hur en kontinuerlig våg, lågeffekts laserkälla ändras efter att ha rest genom en av dessa strukturer som kombinerar optiska och mekaniska egenskaper hos ljus och materia.
Uppsatsen rapporterar om den olinjära dynamiken hos ett optomekaniskt kavitetssystem. Den stabila intensiteten hos en laserstråle påverkades av faktorer som termooptiska effekter, fritt bärande dispersion och optomekanisk koppling. Antalet fotoner lagrade i hålrummet påverkar och påverkas av dessa faktorer, skapa en kaotisk effekt som forskare kunde modulera genom att smidigt ändra parametrarna för excitationslasern. Författarna visar noggrann kontroll för att aktivera en heterogen variation av stabila dynamiska lösningar.
Resultaten av detta arbete sätter grunden för en billig teknik som når höga säkerhetsnivåer i optisk kommunikation med hjälp av kaosbaserade optomekaniska kryptografiska system. Det är möjligt att införa dynamiska förändringar i ljusstrålen som rör sig genom en optisk fiber med hjälp av en optomekanisk kristall. De ursprungliga ljusförhållandena kan återupprättas om parametrarna för excitationslasern och den optomekaniska kristallen som införde dessa dynamiska förändringar är kända. Således, genom att länka via optiska fibrer två integrerade chips som innehåller motsvarande optomekaniska hålrum, det är möjligt att säkra information genom att införa kaos i ljusstrålen vid utsändningspunkten och undertrycka den vid mottagningspunkten.
