Une nouvelle fibre optique creuse réduit considérablement le « bruit » interférant avec les signaux qu'elle transmet par rapport aux fibres monomodes désormais largement utilisées, rapport de chercheurs de l'Université de Rochester.

La fibre creuse anti-résonante, créé par des chercheurs de l'Université de Floride centrale, produit mille fois moins de « bruit » et les niveaux les plus bas jamais enregistrés à cause des interférences causées par les phonons acoustiques provenant du verre de la fibre à température ambiante.

Pour documenter cela, chercheurs du laboratoire de William Renninger, professeur assistant d'optique, développé une technique de mesure très sensible. Leurs conclusions sont rapportées dans un article publié dans Photonique APL .

"C'est une fibre très précieuse, et malgré un grand intérêt de la part des chercheurs et de certaines entreprises, personne n'avait vraiment étudié le comportement des phonons supportés par la structure, et dans quelle mesure cela réduisait réellement « le bruit, ' " dit Renninger, un expert en optique non linéaire expérimentale et théorique.

Les résultats du laboratoire démontrent de façon concluante que la fibre est une « plate-forme prometteuse pour les applications à faible bruit, comme pour le traitement de l'information quantique et les communications optiques, " écrit l'auteur principal Arjun Iyer, un associé de recherche diplômé dans le laboratoire de Renninger.

Une réponse unique au "bruit"

Le "bruit" fait référence à toute perturbation qui masque ou perturbe un signal envoyé par la lumière à travers une fibre optique. L'une de ces perturbations est causée par les phonons - des ondes acoustiques ou sonores quantifiées qui se produisent aux niveaux atomique et subatomique, en l'occurrence dans le verre d'une fibre optique.

Les phonons provoquent la "dispersion" d'un faisceau de lumière sur les ondes acoustiques, créer des faisceaux d'éclats de fréquences différentes, ou couleurs, qui peut interférer avec, et réduire l'énergie de, le faisceau principal. Alors que certaines formes de diffusion peuvent être utiles pour des applications spécifiques, il interfère avec les applications quantiques et même les communications optiques de base.

Le bruit peut être réduit en refroidissant les fibres à un niveau extrêmement bas, températures cryogéniques, mais c'est "très cher et compliqué, " dit Renninger. Une autre approche consiste à essayer d'utiliser des algorithmes de correction d'erreurs complexes pour corriger le bruit.

La fibre creuse anti-résonnante, cependant, représente une solution simple qui fonctionne même à température ambiante. Créé par le co-auteur Rodrigo Amezcua Correa et d'autres chercheurs du CREOL, le Collège d'optique et de photonique de l'Université de Floride centrale, la fibre présente un arrangement unique de sept capillaires creux disposés autour d'un noyau creux à l'intérieur de la fibre.

Il en résulte un chevauchement minimal entre la couche externe de verre de la fibre et la lumière traversant le noyau, éliminer les interférences des phonons acoustiques émanant du verre.

Les tests du laboratoire de Renninger ont montré que l'arrangement est 10 fois plus efficace pour réduire le bruit que les autres conceptions à fibres creuses. "Le peu de bruit qui reste est causé par les ondes acoustiques dans l'air à l'intérieur de la fibre, donc si vous deviez évacuer l'air ce serait encore 100 fois plus efficace, " dit Renninger. " Vous auriez un bruit incroyablement bas ".

« Si le sort du monde dépendait de la réduction du bruit acoustique dans les fibres optiques, c'est celui que vous voudriez utiliser."