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RETI/ Un vortice ottico trasporterà centinaia di terabit al secondo

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Nel dispositivo ideato dal gruppo di Capasso, il segnale ottico viene analizzato mediante un fotorivelatore in grado di discriminare fra vortici di diversa carica topologica. Si tratta di un normale rivelatore ottico usato per misurare l’intensità della luce (un fotodiodo), sulla cui superficie è stato depositato un sottile strato d’oro con impressa l’impronta di un ologramma (una complessa figura d’interferenza formata da una fitta rete di sottilissime frange di spessore nanometrico). Quando un vortice ottico incide sul rivelatore, prima di raggiungere l’area sensibile è costretto a interagire con la sovrastante lamina d’oro. Se la sua carica topologica è tale da eccitare gli elettroni del metallo in modo da generare dei plasmoni superficiali, l’intensità luminosa viene trasmessa dalla pellicola d’oro e quindi può essere misurata dal sottostante rivelatore; diversamente la luce viene bloccata e non può essere rivelata.

I plasmoni superficiali, infatti, sono delle “quasi particelle” risultanti dalla quantizzazione delle oscillazioni collettive degli elettroni liberi che propagano come onde superficiali nel film metallico. Se eccitati, i plasmoni generano a loro volta campi elettromagnetici che danno luogo a onde evanescenti fortemente confinate in prossimità della superficie metallica. A causa della figura d’interferenza incisa sulla lamina d’oro, queste onde evanescenti diventano radiative (vengono cioè diffratte dal reticolo olografico) e possono così essere intercettate dal sottostante rivelatore. È evidente che modificando opportunamente la figura d’interferenza che costituisce il reticolo olografico si possono discriminare vortici ottici con diversa carica topologica e quindi realizzare matrici di rivelatori basati su questo principio che consentono la trasmissione di dati su un elevato numero di canali.



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