El tráfico de datos está creciendo en todo el mundo. Los cables de fibra de vidrio transmiten información a largas distancias a la velocidad de la luz. Sin embargo, una vez que han llegado a su destino, estas señales ópticas deben convertirse en señales eléctricas para su posterior procesamiento en la computadora. KITLos investigadores han desarrollado un nuevo tipo de fotodetector que necesita mucho menos espacio que los convencionales. El componente tiene un área base de menos de una millonésima parte de un milímetro cuadrado sin que la velocidad de transmisión de datos se vea afectada negativamente.
Los fotodetectores recientemente desarrollados, los fotodetectores más pequeños del mundo para la transmisión óptica de datos, pueden usarse para circuitos ópticos integrados que mejoran significativamente el rendimiento de los sistemas de comunicación óptica. Debido al pequeño espacio necesario, muchos detectores pueden ensamblarse en chips ópticos.experimentos, los investigadores alcanzaron una velocidad de datos de hasta 40 gigabits por segundo. "Este componente puede transmitir el contenido de un DVD completo en una fracción de segundo", explica el físico Sascha Mühlbrandt de KIT. Realizó sus estudios en el Instituto deMicroestructura Technology y el Instituto de Fotónica y Electrónica Cuántica de KIT. Esta tasa se puede aumentar aún más. "Es el detector hasta ahora más pequeño que alcanza esta tasa de datos. Es cien veces más pequeño que un fotodetector convencional", enfatiza Mühlbrandt.El fotodetector de alta velocidad, llamado PIPED Detector de fotoemisión interno plasmónico, ahora es presentado por Mühlbrandt como primer autor, juntoer con colegas de KIT y ETH Zurich, en la revista Optica bajo el título "Detector de fotoemisión interna de silicio-plasma para recepción de datos de 40 Gbit / s".
Una ventaja especial del tamaño reducido es que el fotodetector puede integrarse con componentes electrónicos en el mismo chip CMOS ". La introducción de nuevos componentes plasmónicos para la transmisión de información a alta velocidad entre chips electrónicos en la computadora combina las ventajas de la electrónica ycomponentes ópticos, mientras que la velocidad de transmisión es comparable o incluso mejorada ", dice el coordinador del proyecto, el profesor Manfred Kohl, del Instituto de Tecnología de Microestructura de KIT. El fotodetector fue desarrollado bajo la plataforma NAVOLCHI Nano Scale Disruptive Silicon-Plasmonic Platform para la interconexión de chip a chipEn el marco del Séptimo Programa Marco de Investigación de la UE, el proyecto KIT de tres años de duración en el área de las tecnologías de la información y la comunicación se financió con aproximadamente 500 000 euros.
El fotodetector de alto rendimiento utiliza los llamados polaritones de plasmón superficial, ondas electromagnéticas altamente concentradas en las interfaces dieléctricas metálicas, para combinar la óptica y la electrónica en el espacio más pequeño ". Esta nueva clase de transceptores plasmónicos se basa en el mecanismo que genera la fotocorriente, es decirconversión de señal directa en interfaces metálicas con frecuencias ópticas. Este proceso se conoce como fotoemisión interna ", dice Mühlbrandt. Para mejorar la eficiencia de la absorción de luz y la conversión de luz en señales eléctricas, los portadores de carga se generan en una transición de titanio-silicio y se toman enotra transición de oro-silicio. La alta tasa se debe a la geometría especial del detector: ambas transiciones de metal-silicio se encuentran a menos de cien billonésimas de metro de distancia.
Los investigadores consideran que el concepto PIPED es esencial no solo para futuros sistemas de transmisión de datos ópticos, sino también para la transmisión inalámbrica de datos ". Este enfoque novedoso para detectar señales ópticas permite la generación y detección de señales electromagnéticas con anchos de banda en el rango de terahercios", dice el profesor Christian Koos de KIT, portavoz de la Helmholtz International Research School for Teratronics HIRST que se centra en la combinación de procesos fotónicos y electrónicos para el procesamiento de señales ultrarrápidas". Los componentes plasmónicos podrían usarse en la comunicación inalámbrica de alta velocidady permite velocidades de transmisión de hasta 1 terabit por segundo ". La investigación relacionada con PIPED también fue apoyada por la Subvención Inicial EnTeraPIC del Consejo Europeo de Investigación, la Escuela Internacional de Investigación Helmholtz para Teratrónica HIRST en KIT, en la cual las disciplinas deFísica, ingeniería eléctrica, informática e ingeniería mecánica cooperan, así como por KIT"Plataforma Nano-Micro de Karlsruhe" KNMF.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Karlsruhe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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