Des chercheurs du groupe Phononic and Photonic Nanostructures (P2N) de l'ICN2 sur le campus de l'UAB ont publié une étude dans laquelle la dynamique complexe, y compris le chaos, des non-linéarités optiques, sont contrôlés en utilisant des cristaux optomécaniques et en modifiant les paramètres du laser d'excitation. Cette découverte pourrait permettre la codification de l'information en introduisant du chaos dans le signal.
Les cristaux optomécaniques sont conçus à l'échelle nanométrique pour permettre le confinement des photons et du mouvement mécanique dans un volume physique commun. De telles structures sont étudiées dans des configurations expérimentales complexes et pourraient avoir un impact dans l'avenir des télécommunications. L'interaction des photons et du mouvement mécanique est médiée par des forces optiques conduisant à un faisceau de lumière à onde continue fortement modulé après interaction avec un cristal optomécanique. En optomécanique, les non-linéarités optiques sont généralement considérées comme préjudiciables et des efforts sont faits pour minimiser leurs effets. Les chercheurs de l'ICN2 suggèrent de les utiliser pour transporter des informations codifiées. Des initiatives telles que PHENOMEN, un projet européen porté par ICN2, poser les bases d'une nouvelle technologie de l'information combinant la photonique, traitement du signal radiofréquence (RF) et phononique.
Chercheurs du groupe Nanostructures phononiques et photoniques (P2N), dirigé par le professeur de recherche ICREA Dr Clivia Sotomayor-Torres à l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), publié un article dans Communication Nature présentant la dynamique non-linéaire complexe observée dans un cristal optomécanique de silicium. Le Dr Daniel Navarro-Urrios est le premier auteur de cette étude décrivant comment une onde continue, source laser de faible puissance est altérée après avoir traversé l'une de ces structures combinant les propriétés optiques et mécaniques de la lumière et de la matière.
L'article rend compte de la dynamique non linéaire d'un système de cavité optomécanique. L'intensité stable d'un faisceau laser a été affectée par des facteurs tels que les effets thermo-optiques, dispersion des porteurs libres et couplage optomécanique. Le nombre de photons stockés dans la cavité affecte et est affecté par ces facteurs, créant un effet chaotique que les chercheurs ont pu moduler en changeant en douceur les paramètres du laser d'excitation. Les auteurs démontrent un contrôle précis pour activer une variété hétérogène de solutions dynamiques stables.
Les résultats de ce travail ont jeté les bases d'une technologie à faible coût atteignant des niveaux de sécurité élevés dans les communications optiques utilisant des systèmes cryptographiques optomécaniques basés sur le chaos. Il est possible d'introduire des changements dynamiques dans le faisceau lumineux traversant une fibre optique en utilisant un cristal optomécanique. Les conditions lumineuses d'origine pourraient être rétablies si les paramètres du laser d'excitation et du cristal optomécanique qui ont introduit ces changements dynamiques sont connus. Ainsi, en reliant par fibres optiques deux puces intégrées contenant des cavités optomécaniques équivalentes, il est possible de sécuriser l'information en introduisant du chaos dans le faisceau lumineux au point d'émission et en le supprimant au point de réception.
