Quando o som atrapalha a luz, diminua a espessura das fibras ópticas

Eduardo Geraque - Agência FAPESP - 30/05/2006

Qualquer protagonista de uma transmissão por fibra óptica espera que a informação em forma de luz emitida pela fonte geradora chegue ao destino. O problema é que, no mundo da física, muitos fenômenos indesejáveis podem ocorrer no meio do caminho e obstruir o percurso.

O espalhamento de Brillouin estimulado - o físico francês Marcel Brillouin (1854-1948) foi um entusiasta das pesquisas em mecânica quântica - é um desses problemas que surgem por causa da interação entre luz e som dentro de uma fibra óptica. O fenômeno é deflagrado quando o campo elétrico gerado pela luz se torna suficientemente intenso e passa a gerar novas ondas acústicas, que passam a interagir ainda mais com a própria luz.

Em termos práticos, conforme explica Hugo Fragnito, do Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), o espalhamento de Brillouin, nesse caso específico, faz com que parte da luz emitida pela fonte geradora seja barrada e enviada de volta ao ponto de partida. Esse ruído impede que toda a informação transmitida chegue ao seu destino ou exige mais potência no início do processo.

Para controlar o efeito nesse caso, o grupo do CePOF-Campinas desenvolveu um trabalho em parceria com cientistas da Universidade de Bath, no Reino Unido, um dos maiores centros mundiais em fibras fotônicas de cristais nanoestruturados. Os resultados, altamente positivos, foram apresentados na semana passada na revista Nature Physics.

"Basicamente, o que conseguimos foi mostrar que o diâmetro do núcleo das fibras, desenvolvidas especialmente para esse estudo, afeta diretamente o efeito de Brillouin", explica Fragnito. O primeiro autor do trabalho é Paulo Dainese, também do CePOF-Campinas, que passou três meses estudando em Bath, no grupo de Jonathan Knight, que também participa do estudo e que tem em seu currículo o feito de ter montado a primeira fibra óptica fotônica do mundo, por volta de 1995.

No caso da pesquisa agora publicada, o grupo provou que, quando as microestruturas do núcleo da fibra são feitas com 1,22 nanômetro de diâmetro, o limiar para que o efeito de Brillouin comece a ocorrer é cinco vezes maior em relação aos núcleos maiores, da ordem de 9,27 nanômetros, por exemplo. "Isso é importante, porque abre novas oportunidades para se pensar em controlar melhor essa interação entre som e luz que ocorre dentro das fibras", afirma Fragnito.

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