Fasci di luce arcobaleno per le reti di tlc del futuro: la scoperta della Sapienza - CorCom

LA RICERCA

Fasci di luce arcobaleno per le reti di tlc del futuro: la scoperta della Sapienza

Coordinato dall’ateneo romano uno studio internazionale sulla tecnologia a spirale. Applicazioni possibili anche nel settore dell’ottica quantistica

05 Ott 2021

A. S.

Un nuovo metodo per realizzare fasci di luce a forma di spirale a partire da piccoli segmenti di fibre ottiche, che possono trovare applicazioni in diversi ambiti, dalle telecomunicazioni all’ottica quantistica. Il principio di partenza è quello di sfruttare la geometria cilindrica della fibra ottica per guidare la luce lungo un percorso elicoidale, con il fronte d’onda che serve all’emissione di un fascio a spirale che finisce per prodursi spontaneamente. Si tratta di un metodo economico e semplice, che non richiede alcuna nanofabbricazione, ma soltanto alcuni elementi facilmente reperibili come un laser, una lente convergente e pochi centimetri di fibra ottica standard.

A mettere a punto questa nuova tecnologia è una ricerca condotta dall’Università Sapienza di Roma in collaborazione con l’Università di Brescia, con l’Istituto Xlim di Limoges in Francia e con la Southern Methodist University di Dallas negli Stati Uniti d’America. Il lavoro, pubblicato su Scientific Reports, è stato coordinato da Stefan Wabnitz del dipartimento di Ingegneria dell’informazione, elettronica e telecomunicazioni di Sapienza, rientra nel progetto Stems di Horizon 2020 finanziato dall’European Research Coucil.

La ricerca parte dalla constatazione che alla luce si può attribuire o cambiare forma agendo e sul fronte d’onda della radiazione elettromagnetica, ossia nei punti dove la fase dell’onda è costante, ottenendo la cosiddetta luce strutturata. Tra le infinite strutturazioni che è possibile dare alla luce, particolarmente studiate sono quelle a forma di spirale, con i fasci che per le loro caratteristiche uniche trovano applicazione in campi di frontiera, come la biofisica e le tecnologie quantistiche.

Di soluto la realizzazione di luce strutturata richiede tecnologie molto costose, oltre che ingombranti: “Uno degli elementi chiave della nostra ricerca è la linearità del fenomeno – spiega Wabnitz – ovvero il fatto che la generazione di fasci a spirale, con questo metodo, prescinda dalla potenza del laser impiegato. Basti pensare che siamo riusciti a produrre in laboratorio un fascio a spirale utilizzando come sorgente un comune puntatore laser acquistabile nei negozi di elettronica”.

Ma se vengono utilizzati laser ad alta potenza la spirale, originariamente di un solo colore, acquista tutte le tonalità, dal rosso al violetto: “Tali colori spontaneamente si organizzano per formare un arcobaleno di forma spirale – aggiunge Mario Ferraro, ricercatore della Sapienza – Questa peculiare forma multicolore non può essere realizzata con metodi convenzionali, e troverà certamente impiego in diversi campi applicativi, dall’ottica quantistica alle telecomunicazioni”.

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