Cientistas fazem inovação terahertz em controle quântico em cascata

Os pesquisadores fizeram um avanço no controle de lasers quânticos em terahertz em cascata que poderia levar à capacidade de transmitir dados a 100 gigabits por segundo. A transmissão de dados nessa velocidade seria cerca de mil vezes mais rápida que a Fast Ethernet operando a 100 Mbps. O que diferencia um laser de terahertz de outros lasers é que a luz emitida está na faixa de terahertz do espectro eletromagnético.

Os lasers têm aplicações no campo da espectroscopia, onde são utilizados em análises químicas. Os lasers também têm o potencial de fornecer links sem fio ultrarrápidos e de salto curto, para onde grandes quantidades de dados devem ser transferidas. Isso seria benéfico em situações como o envio de dados pelos campi de hospitais ou entre instalações de pesquisa em um campus universitário. Também poderia ser usado em comunicações via satélite.

Para enviar dados a uma velocidade maior, é necessário que o laser seja modulado muito rapidamente, ligando e desligando a cerca de 100 bilhões de vezes por segundo. Os pesquisadores não tiveram sorte desenvolvendo um método para alcançar essa modulação rápida até agora. Uma equipe da Universidade de Nottingham acha que encontrou uma maneira de oferecer modulação ultra-rápida, combinando a potência das ondas acústicas e de luz.

Os cientistas dizem que um laser em cascata quântica é muito eficiente. À medida que um elétron passa pelo componente óptico do laser, ele passa por uma série de poços quânticos onde o nível de energia do elétron cai e um fóton ou pulso de energia luminosa é emitido. Um elétron pode emitir vários prótons. Esse é o processo controlado durante a modulação.

A equipe usou a onda acústica para agitar os intrincados estados eletrônicos dentro do laser em cascata quântica. Eles foram capazes de ver que sua emissão de luz terahertz foi alterada pela onda acústica. Os cientistas dizem que os resultados abrem uma nova área para a física e a engenharia se unirem para explorar a interação do som terahertz e das ondas de luz.

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