La investigación se basa en una técnica usada en la astronomía. El trabajo, donde participaron científicos del Instituto Milenio de Óptica MIRO y de la Universidad de los Andes, fue publicado en la última edición de la revista internacional Optics Letters.
El envío de información a través de luz láser inalámbrica, ha sido de gran interés para la ciencia debido a sus ventajas en término de capacidad y eficiencia energética, pero ella topa con algunos problemas en la Tierra, ante dicho desafío los Doctores en Ingeniería y Física Jaime Anguita y Jaime Cisternas, autores de esta investigación, explican que el uso de haces láser en forma de hélice (Orbital Angular Momentum laser modes, OAM) sería clave para estabilizar la transmisión de los datos, en nuestro planeta y hacia los satélites.
“Hemos propuesto un nuevo método probabilístico de detección basado en un sensor que se usa comúnmente en la astronomía (el sensor de imagen Shack-Hartmann) que permitiría distinguir una gran diversidad de haces OAM, y con mucho mayor precisión en presencia de turbulencia, haciendo más viable su uso en comunicaciones digitales inalámbricas”, señala el Doctor Jaime Anguita, académico de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de los Andes.
Las eventuales implicancias del este hallazgo teórico son espectaculares, las comunicaciones digitales láser inalámbricas serían una verdadera solución para aumentar el ancho de banda de la comunicación inalámbrica, además de permitir llegar a lugares donde las transmisiones tradicionales son muy caras o incluso inviables, tales como zonas urbanas densas y sin espacio para instalar antenas; sectores rurales donde la geografía dificulta otros medios de comunicación; locaciones con necesidades especiales como los aeropuertos donde los aviones y el control requieren de un espacio radial silencioso, a lo último hay que agregar que la luz láser no produce interferencia.
Reviviendo una solución espacial
Este sistema láser, en forma de hélices, hasta ahora se topaba con que la atmósfera lo distorsionaba, cambiando su forma e impidiendo que pudiera transmitirse sin errores. “Utilizando este sistema de detección probabilístico tenemos una gran oportunidad para aumentar su capacidad, para ello utilizamos simulaciones numéricas de propagación láser en turbulencia y comprobamos su eficacia también con las primeras pruebas experimentales”, explica el Doctor Anguita, quien es también profesor visitante en la Universidad de Padua, Italia.
En el trabajo participaron Jaime Cisternas, quien realizó simulaciones computacionales y el Doctor Jaime Anguita, quien se ocupa de los experimentos. El análisis y el método para distinguir los haces (el invento) lo realizaron en conjunto.
El siguiente paso de esta línea de investigación será “determinar la capacidad de este método sometido a distancias de comunicación mayores y por supuesto diseñar un detector óptimo para estos haces, que supere las prestaciones del Shack-Hartmann usado para astronomía”, dice Anguita
La investigación fue publicada en en la revista Optics Letters de la Optical Society a principios de octubre con el título es «Spatial-diversity detection of optical vortices for OAM signal modulation» https://doi.org/10.1364/OL.397771.
Algunos videos experimentales de este trabajo fueron publicados junto con el artículo, que muestran cómo se distorsiona un láser con OAM al propagarse en la atmósfera y pueden verse en https://www.osapublishing.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-45-19-5534#articleSupplMat