El uso de fibras ópticas multimodo para aumentar la capacidad de información de Internet se ve gravemente obstaculizado por las distorsiones que se producen durante la transmisión de imágenes debido a un fenómeno llamado diafonía modal.

Sin embargo, Los investigadores de la Universidad de Rochester en el Instituto de Óptica han ideado una técnica novedosa, descrito en un artículo en Comunicaciones de la naturaleza, para "voltear" el frente de onda óptico de una imagen para ambas polarizaciones simultáneamente, para que pueda transmitirse a través de una fibra multimodo sin distorsión. Investigadores de la Universidad del Sur de Florida y de la Universidad del Sur de California colaboraron en el proyecto.

El autor principal Yiyu Zhou, un doctorado candidato en el laboratorio de Rochester de Robert Boyd, profesor de óptica, establece una analogía con una autopista de varios carriles al describir el desafío al que se enfrentaron los investigadores.

"Obviamente, una autopista de varios carriles es más rápida que un solo carril, "Dice Zhou." Pero si un mensajero se ve obligado a cambiar del carril A al carril B, el paquete se enviará al destino incorrecto. Cuando esto sucede en una fibra multimodo, cuando un modo espacial se acopla a otro durante la propagación a través de la fibra, es lo que llamamos diafonía modal. Y queremos suprimir eso ".

La solución que idearon los investigadores implica preconformar digitalmente el frente de onda y la polarización de un haz de señal que se propaga hacia adelante para que sea la fase conjugada de un auxiliar, haz de sonda que se propaga hacia atrás, en una realización experimental de inversión de tiempo vectorial.

"Cuando un haz óptico con frentes de onda perfectos pasa a través de la fibra multimodo, sale mal distorsionado, "explica Boyd, quien también es la Cátedra de Investigación de Excelencia de Canadá en Óptica Cuántica No Lineal en la Universidad de Ottawa.

"Si usamos un espejo para devolver el frente de onda, se volverá aún más distorsionado. Pero si en cambio lo reflejamos en un espejo, y también voltear el frente de onda de adelante hacia atrás, la distorsión se deshace a medida que las ondas regresan a través de ese medio distorsionador. En particular, necesitamos realizar este procedimiento para ambas polarizaciones simultáneamente cuando el medio distorsionador es una fibra multimodo larga ".

Los investigadores demuestran que esta tecnología puede mejorar la capacidad del canal en una fibra multimodo de 1 km de longitud.

"Nuestra técnica se puede utilizar para realizar multiplexación por división de modo durante mucho tiempo, fibras multimodo estándar para mejorar significativamente la capacidad de canal de los enlaces de comunicación óptica, "Dice Zhou." Potencialmente se puede utilizar para aumentar la velocidad de Internet en uno o dos órdenes de magnitud ".

La técnica también podría usarse potencialmente para mejorar la obtención de imágenes endoscópicas del cerebro y otros tejidos biológicos. Dice Zhou.