LÍNEA DE INVESTIGACIÓN

Comunicación Cuántica

Los enlaces de comunicación óptica de espacio libre (FSO, por sus siglas en inglés) flexibles, rápidos y seguros se están convirtiendo en una necesidad para las conexiones de alta velocidad de datos a los enlaces de fibra óptica de red troncal. Como el acceso de los servicios de voz y datos a las autopistas de comunicación requiere más ancho de banda, los proveedores de la red requieren métodos más nuevos y confiables para proporcionar acceso de última milla a los usuarios finales. Del mismo modo, enlaces privados seguros punto a punto en áreas urbanas, acceso a Internet en áreas rurales y, sobre todo, enlaces rápidos y reconfigurables para sitios de emergencia y primeros auxilios – todos ellos de urgente necesidad en Chile – hacen que FSO sea cada vez más una alternativa conveniente para la interconexión de alta velocidad.

Los sistemas FSO usan fuentes ópticas espacialmente coherentes y transportan la información modificando una o más propiedades de la luz, por ejemplo, intensidad, fase, polarización, momento angular orbital o una combinación de los mismos. La turbulencia atmosférica sigue siendo uno de los desafíos más importantes que enfrentan los sistemas FSO. La falta de homogeneidad del índice de refracción a lo largo del volumen de propagación óptica – inducida por un proceso de transferencia de calor influenciado por causas naturales y, a veces, provocadas por el hombre – introduce distorsiones de fase aleatorias a un haz óptico de propagación, observado en fluctuaciones de intensidad (titilación) y deambular. Aquí, proponemos estudiar la comunicación FSO por medio de sistemas basados ​​en el momento angular orbital (OAM) y la óptica adaptativa (AO).

Hasta donde tenemos conocimiento, no existe una evaluación experimental publicada de los sistemas FSO-AO en la turbulencia atmosférica utilizando métricas de comunicaciones. En particular, buscamos: (i) propagación y detección del rayo láser en atmósfera turbulenta de largo recorrido, (ii) mediciones de la turbulencia atmosférica en trayectorias ópticas horizontales, (iii) vórtices ópticos y generación y análisis de OAM, (iv) modos láser especiales para comunicaciones, interconexiones y manipulación biológica, (v) análisis de fase óptica utilizando óptica difractiva y sensores Shack-Hartmann, (vi) codificación OAM de alta dimensionalidad para comunicaciones láser de espacios libres de gran ancho de banda, y (vii) óptica adaptable ad-hoc para fibra y comunicaciones ópticas de espacio libre. A medida que progrese nuestra investigación sobre estos temas, comenzaremos a estudiar el problema de las comunicaciones cuánticas FSO de dimensión superior, es decir, el uso de fotones individuales para transmitir y codificar información o establecer QKD entre partes distantes. Este objetivo requerirá usar los resultados obtenidos por las líneas de investigación Luz Cuántica y Fuentes Nuevas de Luz. 

INVESTIGADORES