Los investigadores e ingenieros han buscado durante mucho tiempo formas de ocultar objetos manipulando cómo la luz interactúa con ellos. Un nuevo estudio ofrece la primera demostración de invisibilidad encubierta basada en la manipulación de la frecuencia color de las ondas de luz a medida que pasan a través de un objeto,Un enfoque fundamentalmente nuevo que supera las deficiencias críticas de las tecnologías de ocultamiento existentes.
Según los investigadores, el enfoque podría ser aplicable para asegurar los datos transmitidos a través de líneas de fibra óptica y también ayudar a mejorar las tecnologías para la detección, las telecomunicaciones y el procesamiento de la información. El concepto, en teoría, podría extenderse para hacer que los objetos 3D sean invisibles desde todas las direcciones;paso en el desarrollo de tecnologías prácticas de ocultamiento de invisibilidad.
La mayoría de los dispositivos de ocultación actuales pueden ocultar completamente el objeto de interés solo cuando el objeto está iluminado con un solo color de luz. Sin embargo, la luz solar y la mayoría de las otras fuentes de luz son de banda ancha, lo que significa que contienen muchos colores. El nuevo dispositivo, llamadoLa capa de invisibilidad espectral está diseñada para ocultar completamente objetos arbitrarios bajo iluminación de banda ancha.
La capa espectral funciona mediante la transferencia selectiva de energía de ciertos colores de la onda de luz a otros colores. Después de que la onda ha pasado a través del objeto, el dispositivo restaura la luz a su estado original. Los investigadores demuestran el nuevo enfoque en óptica , la revista de la Sociedad Óptica para la investigación de alto impacto.
"Nuestro trabajo representa un gran avance en la búsqueda del encubrimiento de invisibilidad", dijo José Azaña, Instituto Nacional de Investigación Científica INRS, Montreal, Canadá. "Hemos hecho un objeto objetivo completamente invisible para la observación bajo iluminación realista de banda ancha mediante la propagaciónla onda de iluminación a través del objeto sin distorsión detectable, exactamente como si el objeto y la capa no estuvieran presentes "
Superando obstáculos anteriores
Al ver un objeto, lo que realmente está viendo es la forma en que el objeto modifica la energía de las ondas de luz que interactúan con él. La mayoría de las soluciones para el encubrimiento de invisibilidad implican alterar los caminos que sigue la luz para que las ondas se propaguen en lugar deque a través de un objeto. Otros enfoques, llamados "encubrimiento temporal", alteran la velocidad de propagación de la luz de tal manera que el objeto se oculta temporalmente a medida que pasa a través del haz de luz durante un período de tiempo prescrito.
En cualquiera de los enfoques, los diferentes colores de una onda de luz entrante deben seguir diferentes caminos a medida que viajan a través del dispositivo de ocultación, por lo tanto, tomar diferentes cantidades de tiempo para llegar a su destino. Esta alteración del perfil temporal de la onda puede hacer evidente a los observadores quealgo no es como debería ser.
"Las soluciones de camuflaje convencionales se basan en alterar la trayectoria de propagación de la iluminación alrededor del objeto que se va a ocultar; de esta manera, los diferentes colores requieren diferentes cantidades de tiempo para atravesar el manto, lo que resulta en una distorsión fácilmente detectable que delata la presencia del manto", dijo Luis Romero Cortés, Instituto Nacional de Investigación Científica INRS." Nuestra solución propuesta evita este problema al permitir que la onda se propague a través del objeto objetivo, en lugar de alrededor de él, al tiempo que evita cualquier interacción entre la onda y el objeto."
reorganizar colores
Azaña y su equipo lograron esto mediante el desarrollo de un método para reorganizar diferentes colores de luz de banda ancha para que la onda de luz se propague a través del objeto sin realmente "verlo". Para hacer esto, el dispositivo de camuflaje primero cambia los colores hacia las regiones de laespectro que no se verá afectado por la propagación a través del objeto. Por ejemplo, si el objeto refleja luz verde, entonces la luz en la porción verde del espectro podría cambiarse a azul para que no haya luz verde para que se refleje., una vez que la ola ha despejado el objeto, el dispositivo de ocultación invierte el cambio, reconstruyendo la onda en su estado original.
El equipo demostró su enfoque al ocultar un filtro óptico, que es un dispositivo que absorbe la luz en un conjunto de colores prescritos mientras permite que otros colores de luz pasen, que se iluminan con un breve pulso de luz láser.
El dispositivo de ocultación se construyó a partir de dos pares de dos componentes electroópticos disponibles en el mercado. El primer componente es una fibra óptica dispersiva, que obliga a los diferentes colores de una onda de banda ancha a viajar a diferentes velocidades. El segundo es un modulador de fase temporal, que modifica la frecuencia óptica de la luz dependiendo de cuándo la onda pasa a través del dispositivo. Un par de estos componentes se colocó frente al filtro óptico mientras que el otro par se colocó detrás de él.
El experimento confirmó que el dispositivo fue capaz de transformar las ondas de luz en el rango de frecuencias que habría sido absorbido por el filtro óptico, luego invirtió completamente el proceso cuando la onda de luz salió del filtro por el otro lado, haciéndolo vercomo si el pulso láser se hubiera propagado a través de un medio no absorbente.
Poner la capa para usar
Si bien el nuevo diseño necesitaría un mayor desarrollo antes de que pudiera traducirse en una capa de invisibilidad ponible estilo Harry Potter, el dispositivo de ocultación espectral demostrado podría ser útil para una variedad de objetivos de seguridad. Por ejemplo, los sistemas de telecomunicaciones actuales usan ondas de banda anchacomo señales de datos para transferir y procesar información. El encubrimiento espectral podría usarse para determinar selectivamente qué operaciones se aplican a una onda de luz y cuáles se "hacen invisibles" durante ciertos períodos de tiempo. Esto podría evitar que un espía recopile información mediante sondeouna red de fibra óptica con luz de banda ancha.
El concepto general de redistribución de energía espectral reversible y definida por el usuario también podría encontrar aplicaciones más allá del encubrimiento de invisibilidad. Por ejemplo, la eliminación selectiva y la posterior reinstalación de colores en las ondas de banda ancha que se utilizan como señales de datos de telecomunicaciones podrían permitir la transmisión de más datos a través deun enlace dado, lo que ayuda a aliviar los atascos de registro a medida que las demandas de datos continúan creciendo, o la técnica podría usarse para minimizar algunos problemas clave en los enlaces de telecomunicaciones de banda ancha actuales, por ejemplo, reorganizando el espectro de energía de la señal para que sea menos vulnerable a la dispersión, no linealfenómenos y otros efectos no deseados que perjudican las señales de datos.
Si bien los investigadores demostraron el encubrimiento espectral cuando el objeto estaba iluminado desde una sola dirección espacial, Azaña dijo que debería ser posible extender el concepto para hacer que un objeto sea invisible bajo iluminación desde todas las direcciones. El equipo planea continuar su investigación hacia este objetivoMientras tanto, el equipo también está trabajando para avanzar en aplicaciones prácticas para el encubrimiento espectral de una sola dirección en sistemas de ondas unidimensionales, como las aplicaciones basadas en fibra óptica.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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