Investigando turbulência em lasers aleatórios

Destaque em Física, semana de 08 de junho de 2017

destaque 08062017

Turbulência é uma característica comum a uma ampla gama de fenômenos físicos complexos, e um aspecto particular de seu estudo envolve os lasers aleatórios em fibra – uma classe especial de lasers em que a retroalimentação vem de espalhamento múltiplo em um meio unidimensional desordenado.

Um novo trabalho com liderança brasileira e participação canadense lança luz sobre a questão, reportando as assinaturas estatísticas da turbulência na distribuição de flutuações de intensidade em um laser aleatório baseado em érbio.

"Em um fluido turbulento, a velocidade varia de maneira bastante irregular e imprevisível de ponto para ponto. Em particular, as diferenças de velocidades entre dois pontos no fuido apresentam uma distribuição de valores com decaimento bem mais lento do que as distribuições gaussianas. No caso do experimento fotônico, a intensidade da luz emitida pelo laser aleatório varia de maneira análoga ao fluido turbulento, apresentando um padrão fortemente irregular e imprevisível. Nesse caso, as diferenças de intensidades medidas em instantes distintos possuem distribuição não gaussiana", explica Ernesto Carneiro Pessoa Raposo, professor do Departamento de Física da Universidade Federal de Pernambuco, e co-autor do artigo que tem como primeiro autor Iván R. Roa González, da mesma instituição, e conta com outros sete pesquisadores da UFPE.

O artigo foi publicado em 31 de maio na "Nature Communications" e ajuda a avançar a compreensão do fenômeno, que ainda tem muito espaço para progresso. "Apesar do presente trabalho já incorporar notáveis avanços teóricos para a explicação dos dados experimentais, ainda há bastante espaço para progressos, por exemplo, no entendimento de como o número de escalas relevantes associadas às flutuações de intensidade varia com o aumento na potência de excitação do laser aleatório."

Raposo destaca que a importância do estudo transcende os interesses teóricos e alcança potenciais aplicações tecnológicas. "Vários avanços nas aplicações dos lasers aleatórios em fibra têm sido observados nos últimos anos, incluindo progressos nas áreas de telecomunicações ópticas e sensores de temperatura.

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