Telescópio de tempo amplia comunicações por fibras ópticas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/10/2009

O chip de silício no centro da imagem contém os guias de onda que combinam os feixes de luz para diminuir sua duração, aumentando a capacidade de transmissão de dados.
[Imagem: Alexander Gaeta]

Telescópio de tempo

Criado e difundido por Galileu há mais de 400 anos, já houve tempo suficiente para que a humanidade se acostumasse com os telescópios, equipamentos capazes de "ampliar o espaço," trazendo detalhes muito além do que os nossos olhos são capazes de enxergar.

Agora, pesquisadores da Universidade de Cornell, nos Estados Unidos, afirmam que um "telescópio de tempo," um equipamento capaz de ampliar o tempo, seria igualmente benéfico, permitindo que uma quantidade muito maior de dados seja enviada através das fibras ópticas, otimizando todas as comunicações, tanto de voz quanto de dados.

Lentes de tempo

Não é possível acelerar a luz que flui através da rede global de fibras ópticas. Mas o pesquisador Mark Foster defende que é possível compactar mais informações dentro de cada pulso de luz, usando o que ele e seus colegas chamaram de "telescópio do tempo," um dispositivo construído com "lentes de tempo."

"Uma lente de tempo é essencialmente como uma lente óptica", diz Foster. Uma lente óptica pode desviar um feixe de luz para concentrá-lo em uma área muito menor do espaço. Uma lente de tempo, por sua vez, concentra uma seção de um feixe de luz em uma fatia muito menor de tempo.

Focalizando o tempo

E não é só teoria. Os pesquisadores demonstraram a possibilidade de suas lentes de tempo construindo-as com guias de ondas feitas de silício. Um pulso contendo informações codificadas, formado por uma série de pulsos ainda menores da luz emitida por um raio laser, cada um representando os 0s e 1s da mensagem, entra no guia de ondas, combinando-se com um outro pulso de luz emitido por um laser de infravermelho.

[Imagem: Foster et al.]

O pulso de infravermelho faz os átomos do guia de ondas vibrarem, induzindo alterações na frequência do pulso de laser que carrega os dados antes que ele saia do guia de ondas e continue seu caminho pela rede de fibras ópticas.

"A parte frontal do pulso de dados tem sua frequência deslocada para baixo, e sua porção final tem sua frequência deslocada para cima no interior do guia de ondas de silício", explicou Foster à revista New Scientist.

Como a velocidade da luz que passa através de um meio depende de sua frequência, a frente do pulso fica mais lenta, enquanto a sua parte de trás se acelera. No ponto focal da lente de tempo, a traseira do pulso aproxima-se da parte frontal, produzindo uma imagem transitória que contém o espectro de todo o pulso de luz.

Ampliando o tráfego de dados

Os pesquisadores usaram seu telescópio de tempo para transformar um pulso de luz de 2,5 nanossegundos em outro, com apenas 92 picossegundos. O pulso original continha 24 bits de dados, e nenhuma informação foi perdida no processo de codificação e decodificação, ainda que o pulso compactado tivesse apenas 1/27 do comprimento do pulso original.

Um telescópio de tempo destes poderia ser usado para comprimir os dados que passam através das redes ópticas, que são a base das comunicações globais, diz Foster. "Nós seríamos capazes de enviar 27 vezes mais informações em cada canal."