El
CSIC da un nuevo paso para sustituir los dispositivos electrónicos por
chips fotónicos.
Un
equipo internacional de científicos con participación del Consejo
Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un nuevo
divisor nanofotónico integrado en un chip de silicio. Este dispositivo
óptico de escala nanométrica es fundamental en el área de la fotónica,
ya que permite manipular la luz dentro del chip para dividirla en dos
caminos diferentes o recombinarla en uno solo. El trabajo aparece
publicado en la revista Scientific Reports.
La
fotónica de silicio está reconocida por la Comisión Europea como una
tecnología clave de habilitación en el marco del programa Horizonte
2020. Esta permite fabricar dispositivos empleando la misma plataforma y
procesos de fabricación que los utilizados en la industria de la
microelectrónica para fabricar microprocesadores para móviles y
ordenadores.
La
gran mayoría de dispositivos fotónicos basados en esta tecnología
encuentran ciertas limitaciones. “Sin embargo, nuestro divisor
nanofotónico resuelve esas limitaciones y destaca por un gran ancho de
banda, independencia a la polarización y resistencia a defectos de
fabricación. Estas cualidades, que han sido validadas tanto teóricamente
como experimentalmente, suponen un gran avance para el desarrollo de
futuros chips fotónicos que podrían sustituir a los actuales
dispositivos electrónicos que se emplean en multitud de tecnologías”,
explica David González, investigador del CSIC en el Instituto de Óptica.
“Los
chips fotónicos permiten manipular la luz a muy pequeña escala,
proporcionando soluciones compactas y eficientes capaces de superar las
limitaciones de los dispositivos electrónicos clásicos. El divisor
nanofotónico que hemos desarrollado permitirá aumentar la capacidad de
las redes de comunicaciones, reducir el consumo energético de las
supercomputadoras o desarrollar sensores y espectrómetros
ultracompactos, que pueden insertarse en drones o microsatélites”,
señala el investigador. Y añade: “La sociedad demanda cada vez más
mayores velocidades de transmisión para los servicios de streaming,
cloudcomputing o big data. Para hacer frente a ello es importante
investigar nuevos dispositivos que aprovechen todo el ancho de banda
disponible, reduzcan el consumo y permitan multiplicar la capacidad”.
En el
campo de la fotónica de silicio, el grupo de Dinámica no-lineal y fibras
ópticas del Instituto de Óptica también trabaja en el desarrollo de
nuevos microdispositivos de altas prestaciones usando redes sub-longitud
de onda, es decir, estructuras con elementos de guía de onda mucho más
pequeños que la luz que se propaga por ellos.
“Estas estructuras –apunta González- actúan como innovadores materiales
que proporcionan nuevos grados de libertad a la hora de diseñar y
optimizar el medio óptico y abren así un gran abanico de posibilidades
para una nueva generación de chips fotónicos”.
Uno
de los coautores del trabajo, el investigador Aitor Villafranca, ha
promovido recientemente la creación de Alcyon Photonics, una spin-off
del CSIC que nació en 2018 con el objetivo de trasladar al mercado de la
fotónica algunos de los últimos desarrollos realizados en la
institución. En el trabajo también han participado investigadores del
Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (Francia), la École
Normale Supérieure Paris-Saclay (Francia) y el National Research Council
Canada (Canadá).
Fuente: CSIC 05/03/2019
David González Andrade, Christian Lafforgue, Elena Durán-Valdeiglesias,
Xavier Le Roux, Mathias Berciano, Eric Cassan, Delphine Marris-Morini,
Aitor V. Velasco, Pavel Cheben, Laurent Vivien y Carlos Alonso-Ramos.
Polarization- and wavelength-agnostic nanophotonic beam splitter.
Scientific Reports. DOI: 10.1038/s41598-019-40497-7
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