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Investigadores chilenos proponen tecnología láser para mejorar las comunicaciones

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 a pesar de sus beneficios, se generan ciertos problemas con su uso en la Tierra. Los Doctores en Ingeniería y Física y académicos de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de los Andes, Jaime Anguita y Jaime Cisternas, realizaron una investigación en la que explican cómo 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”, señaló Jaime Anguita.

Las eventuales implicancias del este hallazgo teórico son muy positivas. 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, utilizando simulaciones numéricas de propagación láser en turbulencia y comprobando su eficacia también con las primeras pruebas experimentales”, explicó 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 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 diseñar un detector óptimo para estos haces, que supere las prestaciones del Shack-Hartmann usado para astronomía”, explicó Jaime Anguita.

La investigación fue publicada en la revista Optics Letters de la Optical Society con el título “Spatial-diversity detection of optical vortices for OAM signal modulation”.

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 aquí.

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