Onderzoekers van ICN2's Phononic and Photonic Nanostructures (P2N) Group op de UAB-campus hebben een studie gepubliceerd waarin de complexe dynamiek, inclusief chaos, van optische niet-lineariteiten, worden gecontroleerd door optomechanische kristallen te gebruiken en de parameters van de excitatielaser te veranderen. Deze ontdekking kan de codificatie van informatie mogelijk maken door chaos in het signaal te introduceren.

Optomechanische kristallen zijn op nanoschaal ontworpen om de opsluiting van fotonen en mechanische beweging in een gemeenschappelijk fysiek volume mogelijk te maken. Dergelijke structuren worden bestudeerd in complexe experimentele opstellingen en kunnen een impact hebben in de toekomst van telecommunicatie. De interactie van de fotonen en de mechanische beweging wordt gemedieerd door optische krachten die leiden tot een sterk gemoduleerde bundel van continu-golflicht na interactie met een optomechanisch kristal. In de optomechanica, optische niet-lineariteiten worden gewoonlijk als schadelijk beschouwd en er worden pogingen gedaan om hun effecten te minimaliseren. ICN2-onderzoekers stellen voor om ze te gebruiken om gecodeerde informatie te transporteren. Initiatieven zoals FENOMEN, een Europees project onder leiding van ICN2, de basis leggen voor een nieuwe informatietechnologie die fotonica combineert, radiofrequentie (RF) signaalverwerking en phononics.

Onderzoekers van de Phononic and Photonic Nanostructures (P2N) Group, geleid door de ICREA Research Prof. Dr. Clivia Sotomayor-Torres aan het Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), een artikel gepubliceerd in Natuurcommunicatie presentatie van de complexe niet-lineaire dynamica waargenomen in een optomechanisch siliciumkristal. Dr. Daniel Navarro-Urrios is de eerste auteur van deze studie die beschrijft hoe een continue golf, laserbron met laag vermogen wordt gewijzigd nadat hij door een van deze structuren is gereisd, waarbij optische en mechanische eigenschappen van licht en materie worden gecombineerd.

Het artikel rapporteert over de niet-lineaire dynamiek van een optomechanisch holtesysteem. De stabiele intensiteit van een laserstraal werd beïnvloed door factoren zoals thermo-optische effecten, vrije-dragerdispersie en optomechanische koppeling. Het aantal fotonen opgeslagen in de holte beïnvloedt en wordt beïnvloed door deze factoren, het creëren van een chaotisch effect dat onderzoekers konden moduleren door de parameters van de excitatielaser soepel te wijzigen. De auteurs demonstreren nauwkeurige controle om een ​​heterogene verscheidenheid aan stabiele dynamische oplossingen te activeren.

De resultaten van dit werk hebben de basis gelegd voor een goedkope technologie die hoge beveiligingsniveaus bereikt in optische communicatie met behulp van op chaos gebaseerde optomechanische cryptografische systemen. Het is mogelijk om dynamische veranderingen aan te brengen in de lichtbundel die door een optische vezel gaat door gebruik te maken van een optomechanisch kristal. De oorspronkelijke lichtomstandigheden zouden kunnen worden hersteld als de parameters van de excitatielaser en het optomechanische kristal dat deze dynamische veranderingen heeft geïntroduceerd, bekend zijn. Dus, door via optische vezels twee geïntegreerde chips met gelijkwaardige optomechanische holtes met elkaar te verbinden, het is mogelijk om informatie te beveiligen door chaos in de lichtstraal op het zendpunt te brengen en op het ontvangstpunt te onderdrukken.