Fibre ottiche più efficienti con il chip che 'pettina' la luce

Funziona come un pettine, il nuovo chip che sbroglia le 'matasse' di luce ricostruendo in modo rapido ed efficiente le informazioni che trasportano: utile nelle telecomunicazioni, ad esempio per potenziare la trasmissione lungo le fibre ottiche, potrebbe trovare applicazione anche nell'elaborazione delle immagini, nei sensori, nelle reti artificiali che simulano il cervello e nei computer del futuro. Il risultato, pubblicato sulla rivista Light, nasce dalla collaborazione tra il Politecnico di Milano, che ha progettato il dispositivo verificandone sperimentalmente le potenzialità, e l'università californiana di Stanford, che invece ne ha teorizzato il funzionamento.

L'invenzione è stata selezionata dalla Optical Society of America tra i 30 lavori di maggiore rilevanza ottenuti dalla ricerca nel campo dell'ottica nel 2017. Infatti sono molteplici gli scenari aperti da questa nuova tecnologia, che aumenta le possibilità di manipolare i segnali luminosi e di sfruttarne appieno le potenzialità.

Un esempio è proprio quello delle fibre ottiche: per aumentare la capacità di trasmissione dati nei sistemi ottici di nuova generazione, numerosi fasci di luce alla stessa lunghezza d'onda vengono trasmessi simultaneamente sulla stessa fibra. Questi fasci di particelle luminose (fotoni) sono come dei puzzle i cui pezzi si mescolano durante la propagazione fino a rendere le immagini originarie indistinguibili e difficilmente ricomponibili.

Finora l'unico modo di recuperare l'informazione era convertire il segnale ottico in formato elettronico e ricostruirlo digitalmente, bit dopo bit, con processori ultraveloci. Un processo fattibile, ma energeticamente oneroso e limitato dalla velocità di elaborazione dell'elettronica. Il nuovo chip di silicio è invece in grado di eseguire questa ricostruzione in modo più efficiente, manipolando direttamente i fotoni.

La ricerca è finanziata da Fondazione Cariplo, progetto Actio (Advanced Control Technologies for Integrated Optics) e dal progetto europeo Ict Streams di Horizon 2020.