Los circuitos integrados fotónicos que usan luz en lugar de electricidad para la computación y el procesamiento de señales prometen mayor velocidad, mayor ancho de banda y mayor eficiencia energética que los circuitos tradicionales que usan electricidad.
Pero aún no son lo suficientemente pequeños como para competir en informática y otras aplicaciones donde los circuitos eléctricos continúan reinando.
Los ingenieros eléctricos de la Universidad de Rochester creen que han dado un paso importante para abordar el problema. Utilizando un material ampliamente adoptado por los investigadores de la fotónica, el equipo de Rochester ha creado el modulador electroóptico más pequeño hasta ahora. El modulador es un componente clavede un chip basado en fotónica, que controla cómo se mueve la luz a través de sus circuitos.
En Nature Communications, el laboratorio de Qiang Lin, profesor de ingeniería eléctrica e informática, describe el uso de una película delgada de niobato de litio LN unida a una capa de dióxido de silicio para crear no solo el modulador LN más pequeño hasta ahora, sino también uno queopera a alta velocidad y es energéticamente eficiente.
Esto "allana una base crucial para la realización de circuitos integrados fotónicos LN a gran escala que son de inmensa importancia para amplias aplicaciones en comunicación de datos, fotónica de microondas y fotónica cuántica", escribe el autor principal Mingxiao Li, estudiante de posgrado en el laboratorio de Lin.
Debido a sus excelentes propiedades ópticas electroópticas y no lineales, el niobato de litio se ha "convertido en un sistema de material de caballo de batalla para la investigación y el desarrollo de la fotónica", dice Lin.requieren grandes dimensiones y son difíciles de reducir en tamaño, lo que limita la eficiencia de modulación, el consumo de energía y el grado de integración del circuito. Un desafío importante radica en hacer estructuras fotónicas nanoscópicas de alta calidad con alta precisión ".
El proyecto del modulador se basa en el uso previo de niobato de litio en el laboratorio para crear una nanocavidad fotónica, otro componente clave en los chips fotónicos. Con un tamaño de solo una micra, la nanocavidad puede sintonizar longitudes de onda usando solo dos o tres fotones a temperatura ambiente- "La primera vez que sabemos que incluso dos o tres fotones han sido manipulados de esta manera a temperatura ambiente", dice Lin. Ese dispositivo fue descrito en un artículo en Optica.
El modulador podría usarse junto con una nanocavidad para crear un chip fotónico a nanoescala.
El proyecto fue apoyado con fondos de la National Science Foundation, la Agencia de Reducción de Amenazas de Defensa y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa DARPA; la fabricación del dispositivo se realizó en parte en las instalaciones de Cornell NanoScale.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rochester . Original escrito por Bob Marcotte. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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