Memória de luz é construída com fibra óptica

A luz dá literalmente um salto quântico de uma fibra para a outra, ficando presa no caminho, o que pode ser usado como um bit de memória em um processador óptico.[Imagem: OFS Laboratories]

Microrressonadores

A fotônica vem avançando rapidamente, prometendo revolucionar os computadores, com cálculos feitos à velocidade da luz.

Agora, pesquisadores descobriram uma nova forma de usar a luz para armazenar dados, usando microrressonadores, uma tecnologia emergente, mas baseada em materiais já fabricados industrialmente.

Misha Sumetsky e seus colegas descobriram como combinar as propriedades quânticas da luz com uma propriedade das fibras ópticas até agora inexplorada.

Em 2009, um grupo alemão descobriu como usar uma fibra óptica para armazenar luz e, por decorrência, dados.

A nova técnica produz o mesmo efeito, mas com uma abordagem diferente: os pesquisadores criaram zonas mais estreitas ao longo de uma fibra óptica.

Armazenar a luz

Os estreitamentos na fibra óptica confinam a luz ao fazê-la seguir uma rota em formato de parafuso, para frente e para trás, criando um microrressonador.

O principal feito do grupo foi desenvolver uma técnica que permite fabricar esses estreitamentos de forma rápida e eficiente.

Fabricar microrressonadores é uma espécie de “cálice sagrado” na busca pelos computadores ópticos, com a diferença de que o que se quer aqui é encontrar um mapa de uma rota que não deixe a luz escapar.

Armazenar a luz – fazer os fótons ficar dando voltas por um determinado tempo – não é algo fácil porque qualquer imperfeição no material pode significar perda da informação.

A palavra-chave para desvendar o mistério é “acoplamento evanescente”, o mesmo fenômeno que permite que a luz caminhe pelo lado de fora de nanofios.

O próximo passo da pesquisa é construir uma série desses “bits ópticos” ao longo da mesma fibra, e fazê-los funcionar de forma controlada. [Imagem: OFS Laboratories]

Salto quântico

Em uma fibra óptica normal, uma diferença de índice de refração entre o núcleo e o revestimento da fibra faz com que a luz viaje muitos quilômetros com pouquíssima perda de sinal.

Na fibra onde são feitos os estreitamentos, a luz encontra uma espécie de rampa à sua frente, o que a faz escapar, sendo capturada por outra fibra alinhada perpendicularmente à primeira.

Como as duas fibras estão muito próximas, e como a fibra original estreita-se para uma fração de sua dimensão original, uma parte da luz dá literalmente um salto quântico para a outra fibra.

Esse é o acoplamento evanescente, que permite que uma onda eletromagnética – a luz – acople as duas fibras.

Bits ópticos

Assim, em vez de viajar livremente ao longo da fibra, a luz fica circulando em volta da sua superfície, em círculos muito apertados.

Mesmo mantendo sua velocidade, como passa a fazer uma rota em parafuso, na prática a luz viaja ao longo do comprimento da fibra a uma fração da sua velocidade em uma fibra normal, sem os microrressonadores.

Cada microrressonador destes representa um bit de memória óptica.

Assim, o próximo passo da pesquisa, é testar uma série deles funcionando ao longo da mesma fibra, de forma controlada.