Trager licht maakt internet sneller

Hedendaagse technieken om licht te vertragen doen dit slechts voor zeer specifieke kleuren. Licht van één kleur wordt sterk vertraagd, maar alle andere kleuren die daar omheen liggen razen met hun oorspronkelijke hoge snelheid voort. Daarom moet in zulke systemen steeds een compromis worden gesloten tussen de mate waarin het licht vertraagd wordt, en de hoeveelheid kleuren waarmee gewerkt wordt. Hierdoor blijft het toepassen van zulke technieken in optische communicatienetwerken – waar typisch veel verschillende kleuren naast elkaar door hetzelfde kanaal reizen – in de praktijk een lastige zaak.

Het licht gefopt

Vincent Ginis van de VUB heeft – samen met collega’s Philippe Tassin van Chalmers University en Thomas Koschny en Costas Soukoulis van Iowa State University – een methode ontwikkeld om een grote hoeveelheid lichtfrequenties tegelijkertijd tot willekeurige lage snelheden te vertragen. Het verslag van dit onderzoek verscheen afgelopen week in Applied Physics Letters, één van de meest toonaangevende tijdschriften in de toegepaste natuurkunde.

De techniek is gebaseerd op de interactie tussen een lichtpuls en een zogenoemd meta-oppervlak: een tweedimensionaal materiaal dat bestaat uit nano-resonantoren met een welbepaalde geometrie en speciale materiaaleigenschappen. Deze specifieke configuratie creëert voor het licht de illusie dat de te overbruggen afstand veel groter is dan de werkelijke fysische afstand, en vertraagt hierdoor in de praktijk het licht tot willekeurig te bepalen lage snelheden.

Daling energieverbruik

Met de nieuwe techniek kunnen optische communicatienetwerken aanzienlijk worden versneld. Dankzij de lagere lichtsnelheden kan het ‘verkeer’ in zulke netwerken beter worden geregeld, waardoor het als het ware gemakkelijker doorstroomt. Daarnaast kan vertraagd licht ervoor zorgen dat het energieverbruik van de meest energieverslindende componenten in het netwerk – zoals optische routers en switches – aanzienlijk daalt. Zulke componenten gaan namelijk efficiënter werken naarmate het licht trager de circuits passeert.