Metafibre sintonizzabili per la focalizzazione della luce a distanza a controllo energetico
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Il controllo preciso della messa a fuoco della luce è essenziale per applicazioni che vanno dalla microscopia alla chirurgia laser, dall'ottica quantistica alle telecomunicazioni. Tuttavia, le soluzioni esistenti si basano spesso su componenti esterni grandi e complessi che limitano l'integrazione e la velocità.
Figura 1. Illustrazione del concetto di Metafibra sintonizzabile.
Sun, J., Huang, W., Lorenz, A. et al.
In un nuovo studio, i ricercatori guidati dal professor Markus A. Schmidt del Leibniz Institute of Photonic Technology e della Friedrich Schiller University di Jena, in Germania, hanno introdotto una soluzione innovativa: la Metafiber sintonizzabile. Questo dispositivo, completamente integrato nella fibra, utilizza un ologramma 3D nanostampato di sola fase direttamente sulla faccia terminale di una fibra a doppio nucleo per ottenere un controllo remoto della messa a fuoco, semplicemente regolando la potenza relativa tra i modi guidati della fibra.
L'ologramma è progettato per essere sensibile alle variazioni del modello di interferenza della luce emessa da ciascun nucleo, consentendo di spostare la posizione del punto focale senza la necessità di parti mobili. I risultati sperimentali confermano che è possibile ottenere una modulazione precisa e continua della messa a fuoco di oltre 3 micron, mantenendo un'elevata qualità del fascio.
Questo nuovo approccio consente di ottenere una messa a fuoco sintonizzabile compatta, robusta e veloce utilizzando fibre ottiche, facendo progredire in modo significativo il campo della fotonica riconfigurabile. Le applicazioni potenziali includono la cattura ottica ad alta velocità, strumenti endoscopici integrati per la diagnostica o la chirurgia minimamente invasiva e un migliore instradamento dei segnali nei sistemi di comunicazione in fibra.
La sintonizzazione di Metafiber deriva interamente dalla modulazione di potenza - un metodo molto più rapido rispetto ai tradizionali approcci meccanici o basati su cristalli liquidi - ed è compatibile con i sistemi in fibra esistenti. Ciò la rende ideale per una rapida implementazione sia nella ricerca che nelle applicazioni industriali.
Lo studio segna una pietra miliare nell'integrazione fotonica su fibra e apre strade interessanti per lo sviluppo di sistemi ottici di prossima generazione basati su fibra.
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