Investigadores desarrollan un modulador electroóptico rápido de tamaño micrométrico

Los investigadores desarrollaron y demostraron por primera vez un modulador electroóptico basado en silicio que es más pequeño, más rápido y más eficiente que las tecnologías de vanguardia. Al agregar óxido de indio y estaño (ITO), un óxido conductor transparente que se encuentra en las pantallas táctiles y las células solares, a una plataforma de chip fotónico de silicio, los investigadores pudieron crear un dispositivo compacto de 1 micrómetro de tamaño y capaz de producir gigahercios rápidamente , o mil millones de veces por segundo, modulación de señal.

Los moduladores electroópticos son los caballos de batalla de Internet. Convierten datos eléctricos de computadoras y teléfonos inteligentes en flujos de datos ópticos para redes de fibra óptica, permitiendo comunicaciones de datos modernas como transmisión de video. La nueva invención es oportuna ya que la demanda de servicios de datos está creciendo rápidamente y avanzando hacia las redes de comunicación de próxima generación. Aprovechando su tamaño compacto, los convertidores electroópticos pueden utilizarse como transductores en hardware de computación óptica, como redes neuronales artificiales ópticas que imitan el cerebro humano y una gran cantidad de otras aplicaciones para la vida moderna.

LA SITUACIÓN

Los moduladores electroópticos que se usan en la actualidad suelen tener un tamaño entre 1 milímetro y 1 centímetro. Reducir su tamaño permite una mayor densidad de empaque, que es vital en un chip. Si bien el silicio a menudo sirve como la estructura pasiva sobre la cual se construyen los circuitos integrados fotónicos, la interacción de la materia luminosa de los materiales de silicio induce un cambio de índice óptico bastante débil, lo que requiere una mayor huella del dispositivo. Si bien los resonadores podrían usarse para aumentar este débil efecto electroóptico, reducen el rango de funcionamiento óptico de los dispositivos e incurren en un alto consumo de energía de los elementos de calentamiento requeridos.

LA SOLUCIÓN

Al agregar de manera heterogénea una capa delgada de óxido de indio y estaño al chip de guía de ondas fotónicas de silicio, los investigadores de la Universidad George Washington, liderados por Volker Sorger, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática, han demostrado un cambio en el índice óptico 1000 veces mayor que el silicio . A diferencia de muchos diseños basados ​​en resonadores, este dispositivo de banda ancha espectral es estable a los cambios de temperatura y permite que un solo cable de fibra óptica transporte múltiples longitudes de onda de luz, aumentando la cantidad de datos que pueden moverse a través de un sistema.

DEL INVESTIGADOR

“Estamos encantados de haber logrado este objetivo de una década de demostrar un modulador ITO rápido a GHz. Esto establece un nuevo horizonte para los dispositivos reconfigurables fotónicos de próxima generación con un rendimiento mejorado pero un tamaño reducido”, dijo el Dr. Sorger

Fuente de la historia:

Materiales proporcionado por Universidad George Washington. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

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