La era de Internet en la que vivimos depende completamente de la transferencia de grandes cantidades de información a través de fibras ópticas. Las fibras ópticas están literalmente en todas partes. De hecho, la longitud total de las fibras ópticas instaladas en nuestro planeta es suficiente para llegar al planeta Urano y volver. Sin embargo, la transferencia de información del punto A al punto B no es suficiente. La información que enviamos y recibimos también debe ser procesada. Las ondas de luz asumen un papel cada vez más importante a la hora de abordar esa tarea.

Además, Las fibras ópticas pueden hacer más por nosotros que solo transmitir información:constituyen una plataforma de detección excepcional. Las fibras ópticas admiten mediciones desde una gran distancia de separación, simplemente se instalan dentro de estructuras, y son adecuados para entornos peligrosos. Las fibras ópticas también admiten el mapeo distribuido espacialmente, en el que cada sección sirve como un nodo independiente de una red sensorial. Tanto en el procesamiento de señales como en las tareas de detección, el funcionamiento de las fibras ópticas puede verse favorecido significativamente por otro factor que puede resultar sorprendente:los ultrasonidos.

Prof. Avi Zadok de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Bar-Ilan, Israel, explica que "estamos acostumbrados a pensar en la propagación de la luz y el ultrasonido como dos reinos separados. Sin embargo, esto sería una simplificación excesiva. La propagación de la luz por una fibra, por ejemplo, Puede excitar ondas elásticas ultrasónicas. Al mismo tiempo, las mismas ondas ultrasónicas afectan y dispersan la luz ". Tal interrelación va más allá de un ejercicio académico, Prosigue el profesor Zadok. "Las ondas de ultrasonido pueden hacer que las fibras ópticas funcionen mejor. Pueden ayudarnos a seleccionar información específica que pertenece a usuarios específicos. También pueden realizar mediciones de detección más allá de los límites de la fibra misma, donde la luz no llega. "La formulación y el empleo de tal interacción entre la luz y las ondas sonoras tiene, por lo tanto, muchas consecuencias potenciales.

En un artículo publicado recientemente en Luz:ciencia y aplicaciones , un equipo de investigadores del grupo del Prof. Zadok analiza y mide la interacción de la luz y el ultrasonido en una clase de fibras particularmente interesante. El estudiante de doctorado Gil Bashan explica que "las fibras ópticas más estándar se denominan fibras monomodo. En ellas, las oportunidades para adaptar la interacción de luz y ultrasonido son bastante limitadas. En este estudio recurrimos a fibras que se denominan mantenimiento de polarización, o fibras PM. Estas fibras todavía están disponibles y se emplean a gran escala, por lo que no hay ninguna dificultad para acceder a ellos. Sin embargo, nos dan más opciones para jugar ".

El factor clave en las fibras de partículas es que los similares se pueden propagar de dos formas diferentes. Bashan dice que "la luz que está polarizada en la dirección vertical dentro de la fibra adquiere una cierta velocidad, sin embargo, la luz que está polarizada en la dirección horizontal toma otra. Esta propiedad de las fibras de PM no estaba destinada a ayudar en los ultrasonidos. Sin embargo, lo encontramos muy interesante y útil para nuestros propósitos. Cuando la luz puede ser 'rápida' o 'lenta' a lo largo de la fibra PM, tenemos más opciones para elegir, y una mayor libertad para diseñar y emplear la interacción de la luz y el ultrasonido ".

Un resultado particularmente interesante es la eliminación de la simetría entre las direcciones de propagación. Su compañero de estudios Hagai Diamandi explica que "en condiciones estándar, la luz debe propagarse de la misma manera de izquierda a derecha, o de derecha a izquierda. La física no conoce la diferencia. Las ondas ultrasónicas soportadas por fibras de PM pueden cambiar eso. Una vez introducido, pueden conducir a la no reciprocidad. La luz en una dirección cambia entre los estados vertical y horizontal, pero eso no sucede en la dirección opuesta de la propagación ". La propagación no recíproca es fundamentalmente intrigante, pero también pueden ayudar en redes de sensores avanzadas, como se explica en. Diamandi concluye que "ha habido informes brillantes sobre la propagación no recíproca de la luz debido al ultrasonido antes. Sin embargo, las demostraciones anteriores requerían fibras especiales o circuitos fotónicos que se fabrican a medida en los laboratorios de investigación. Estas fibras PM vienen del estante . "