Light está emergiendo como el vehículo líder para el procesamiento de información en computadoras y telecomunicaciones a medida que aumenta nuestra necesidad de eficiencia energética y ancho de banda.
Ya como el estándar de oro para la comunicación intercontinental a través de fibra óptica, los fotones están reemplazando a los electrones como los principales portadores de información a través de las redes ópticas y en el corazón de las computadoras.
Sin embargo, sigue habiendo barreras de ingeniería sustanciales para completar esta transformación. Los circuitos de silicio estándar de la industria que admiten luz son más de un orden de magnitud más grandes que los transistores electrónicos modernos. Una solución es 'comprimir' la luz usando guías de onda metálicas, sin embargo estono solo requeriría una nueva infraestructura de fabricación, sino también la forma en que la luz interactúa con los metales en chips significa que la información fotónica se pierde fácilmente.
Ahora los científicos en Australia y Alemania han desarrollado un método modular para diseñar dispositivos a nanoescala para ayudar a superar estos problemas, combinando lo mejor del diseño tradicional de chips con arquitectura fotónica en una estructura híbrida. Su investigación se publica hoy en Comunicaciones de la naturaleza .
"Hemos construido un puente entre los sistemas fotónicos de silicio estándar de la industria y las guías de ondas a base de metal que pueden hacerse 100 veces más pequeñas mientras se mantiene la eficiencia", dijo el autor principal, el Dr. Alessandro Tuniz, del Instituto de Nano de la Universidad de Sydney y la Facultad de Física.
Este enfoque híbrido permite la manipulación de la luz a nanoescala, medida en milmillonésimas de metro. Los científicos han demostrado que pueden lograr la manipulación de datos 100 veces más pequeños que la longitud de onda de la luz que transporta la información.
"Este tipo de eficiencia y miniaturización será esencial para transformar el procesamiento de la computadora para que se base en la luz. También será muy útil en el desarrollo de sistemas de información óptico-cuántica, una plataforma prometedora para futuras computadoras cuánticas", dijo el Profesor AsociadoStefano Palomba, coautor de la Universidad de Sydney y líder de nanofotónica en Sydney Nano.
"Eventualmente esperamos que la información fotónica migre a la CPU, el corazón de cualquier computadora moderna. Tal visión ya ha sido trazada por IBM".
Los dispositivos a escala nanométrica en chip que usan metales conocidos como dispositivos "plasmónicos" permiten una funcionalidad que ningún dispositivo fotónico convencional permite. En particular, comprimen eficientemente la luz a unas pocas billonésimas de metro y, por lo tanto, logran una gran mejora, interacciones sin interferencias, de la luz a la materia.
"Además de revolucionar el procesamiento general, esto es muy útil para procesos científicos especializados como la nanoespectroscopía, la detección a escala atómica y los detectores a nanoescala", dijo el Dr. Tuniz también del Instituto de Fotónica y Ciencia Óptica de Sydney.
Sin embargo, su funcionalidad universal se vio obstaculizada por la dependencia de diseños ad hoc.
"Hemos demostrado que se pueden unir dos diseños separados para mejorar un chip común que anteriormente no hacía nada especial", dijo el Dr. Tuniz.
Este enfoque modular permite una rápida rotación de la polarización de la luz en el chip y, debido a esa rotación, rápidamente permite un nanoenfoque hasta aproximadamente 100 veces menos que la longitud de onda.
El profesor Martijn de Sterke es Director del Instituto de Fotónica y Ciencia Óptica de la Universidad de Sydney. Dijo: "Es probable que el futuro del procesamiento de la información involucre fotones que usan metales que nos permiten comprimir la luz a nanoescala e integrarlosdiseños en fotónica de silicio convencional "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Sydney . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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