La polarizzazione della luce, spesso trascurata rispetto ad altre proprietà come l’intensità e la frequenza, è alla base del funzionamento di oggetti comuni come i display e può essere utilizzata per applicazioni nella comunicazione ottica sicura, nei sensori fotonici e nella medicina. Ma finora, l’assenza di strumenti compatti per ottenere immagini in polarizzazione in modo ultraveloce ha rappresentato una sfida per la fotonica.
Ricercatori dell’Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche di Roma (Cnr-Isc) e del Dipartimento di Fisica della Sapienza Università di Roma hanno sviluppato un innovativo strumento che supera questa limitazione utilizzando l’intelligenza artificiale. Il dispositivo permette di misurare molte polarizzazioni in un singolo “shot” e non richiede i costosi componenti ottici convenzionali di polarizzazione.
Il dispositivo si basa sulla distribuzione d’intensità ottica che viene prodotta da un chip disordinato, e dall’estrazione delle informazioni sulle molte polarizzazioni codificate nel fascio laser tramite tecniche di apprendimento automatico. Ciò apre importanti prospettive per l’applicazione della luce polarizzata strutturata nella comunicazione ottica, nell’imaging e nella computazione.
Il risultato, pubblicato sulla rivista Nature Communications, è stato definito un rivelatore di polarizzazione smart con funzionalità attualmente non ottenibili in strumenti convenzionali. Questo apre le porte alla comunicazione ottica sicura, a nuovi strumenti per la medicina e la guida autonoma.
Vedere tramite la polarizzazione permette di rilevare oggetti apparentemente invisibili in condizioni di scarsissima visibilità e di scoprire dettagli che sono nascosti nelle normali fotografie. Inoltre, la polarizzazione della luce può essere utilizzata per osservare caratteristiche fisiche dei materiali nascoste come tensioni, torsioni ed imperfezioni superficiali, svolgendo un ruolo chiave nel settore dell’informazione quantistica.
