Las numerosas propiedades de la luz permiten manipularla y utilizarla para aplicaciones que van desde mediciones muy sensibles hasta comunicaciones y formas inteligentes de interrogar objetos. Un grado de libertad convincente es el patrón espacial, llamado luz estructurada, que puede parecerse a formas como donas y pétalos de flores. Por ejemplo, los patrones con diferentes números de pétalos pueden representar letras del alfabeto y, cuando se observan desde el otro lado, transmitir el mensaje.
Desafortunadamente, lo que hace que estos patrones sean sensibles para las mediciones también los hace susceptibles a factores ambientales no deseados como turbulencias de aire, ópticas aberrantes, fibras estresadas o tejidos biológicos que crean sus propios "modelos" y distorsionan la estructura. Aquí el patrón distorsionado puede deteriorarse hasta el punto de que el patrón de salida no se parece en nada a la entrada, haciéndolos ineficaces.
Los métodos convencionales para corregir esto han requerido que uno vuelva a aplicar la misma distorsión; esto puede tomar la forma de medir la distorsión y aplicar lo contrario o revertir la distorsión en el haz y reenviarlo nuevamente a la aberración, permitiendo que esto se "deshaga" en sí mismo. el proceso.
En una colaboración entre Sudáfrica e Italia, los investigadores han demostrado ahora que es posible corregir la luz aberrante que sale de un ambiente ruidoso para que sea la misma que antes simplemente emparejándola con otro haz de luz no estructurado que experimentó la misma aberración. Utilizando una variedad de distorsiones ópticas, demostraron que pasarlas juntas a un cristal no lineal da como resultado una luz que corrige la luz, incluso para formas muy complejas de aberraciones que hicieron que la estructura inicial fuera irreconocible.
Como se informa en Fotónica avanzada , los investigadores lograron esto explotando un proceso llamado generación de diferencia de frecuencia, donde dos haces de luz enviados a un tipo especial de material, conocido como cristal no lineal, crean otro haz que comparte las propiedades de las dos entradas. Lo más pertinente es que la aberración de salida es la diferencia de las dos aberraciones de entrada, de modo que si son iguales entonces la luz puede corregir la luz, con una salida postcristalina libre de aberraciones.
Un aspecto interesante de este trabajo es que la corrección es automática y viaja con la señal, de modo que la luz modelada se puede corregir en tiempo real, sin necesidad de saber cuál es la perturbación ni de volver a aplicar la misma aberración con otros pasos más complejos. Esto lo convierte en una solución compacta y lista para usar que se puede integrar en sistemas que utilizan estas estructuras para diversas aplicaciones, que van desde comunicaciones hasta imágenes y captura óptica.
Como subproducto del proceso, existe la ventaja adicional de comunicarse y detectar con diferentes longitudes de onda; por ejemplo, enviar información con longitudes de onda seguras para los ojos o interrogar muestras biológicas en longitudes de onda penetrantes, mientras se detecta en longitudes de onda donde la tecnología está bien desarrollada para la observación.
Más información: Sachleen Singh et al, Luz correctora de luz con óptica no lineal, Fotónica avanzada (2024). DOI:10.1117/1.AP.6.2.026003
Proporcionado por SPIE
