Som cria luz para reforçar sinais de fibras ópticas

Erika Schow - 23/06/2010

Técnicas de comunicação óptica

Quando se trata de utilizar a luz para transmitir informações, existem técnicas de telecomunicações ópticas bem conhecidas e largamente disponíveis, consistindo basicamente em transmitir pulsos de luz modulados ao longo de fibras ópticas.

Quando os sinais perdem intensidade em função da distância que viajam, devido à atenuação na fibra óptica, eles são reforçados em estações de regeneração do sinal ao longo do caminho, onde os sinais são amplificados e os ruídos são eliminados.

Amplificação de Brillouin

Os problemas começam a surgir quando a própria luz - ou, mais precisamente, a sua frequência óptica - é a informação, e quando essa informação deve ser transmitida com extrema precisão.

Neste caso, as técnicas de amplificação convencional não conseguem dar conta do recado.

Agora, três pesquisadores do instituto PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt), na Alemanha, encontraram uma solução elegante: eles usaram a chamada amplificação de Brillouin, que está intimamente relacionada com o espalhamento de Brillouin estimulado.

Luz que gera som, que gera luz

Os pesquisadores injetaram a chamada luz de bombeamento, com uma frequência bem definida, na extremidade de chegada da fibra, de modo que a luz de bombeamento viaja na direção oposta à luz do sinal, gerando ondas sonoras, ou fónons acústicos.

As ondas sonoras dispersam a luz de bombeamento, permitindo que os fótons do sinal estimulem a emissão de muitos mais fótons do próprio sinal.

Cria-se assim uma "avalanche de fótons", que é alimentada constantemente pelas ondas sonoras, levando as informações da frequência de luz até a destinação final com perdas extremamente pequenas e com altíssima precisão.

Os pesquisadores demonstraram sua técnica em um link de fibra óptica de 480 km de extensão. A incerteza da medição relativa alcançada é equivalente a um desvio de um segundo em 16 bilhões de anos. Agora eles planejam testar a técnica em distâncias ainda maiores.

Relógios ópticos

O novo método simplifica a comparação entre relógios ópticos recém-desenvolvidos, que possuem uma estabilidade de frequência tão alta que os métodos tradicionais para comparação de frequência e tempo via satélite já não são suficientes.

A técnica pode ter aplicações em outras áreas onde a sincronização precisa é necessária, por exemplo, na radioastronomia. Especialistas em geodésia já procuraram os pesquisadores PTB com sugestões de projetos conjuntos.

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