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Investigadores del Instituto de Tecnología de California (CalTech) han desarrollado utilizando componentes ópticos en lugar de electrónicos.
Las herramientas ópticas, como los cables, han hecho posible Internet de alta velocidad. Pero la tecnología se puede adaptar de varias maneras, que es básicamente una forma de comunicación. Al reemplazar los componentes electrónicos con instrumentos ópticos como en los cables de fibra óptica 5G, podemos habilitar el procesamiento de señales de alta velocidad para casi todos los dispositivos electrónicos.
Ingenieros del Instituto de Tecnología de California (CalTech) han desarrollado un interruptor utilizando instrumentos ópticos. Los instrumentos ópticos utilizan pulsos de luz como señales. Esto hace que la velocidad y el rendimiento sean muy eficientes y potencialmente pueden revolucionar la computación.
Los ingenieros han diseñado un interruptor que utiliza el concepto de no linealidad óptica. La propiedad ON/OFF del interruptor fue la base para los transistores. Pero a diferencia de los electrones, los fotones no caen bien en él. Por lo tanto, el desarrollo de un interruptor óptico se ha convertido en un desafío.
Los ingenieros eligieron un material cristalino llamado niobato de litio, una combinación de niobio, litio y oxígeno. El material tiene una propiedad no lineal debido a la disposición especial de los átomos que produce una salida que no es proporcional a su entrada.
Utilizando técnicas avanzadas de nanofabricación, los ingenieros crearon dispositivos fotónicos integrados basados en niobato de litio que hacen posible confinar la luz en un espacio diminuto. Cuanto más pequeña sea la habitación, mayor será la intensidad de la luz con la misma potencia. Esto condujo a una respuesta no lineal más fuerte de los pulsos de luz portadores de información. También restringieron temporalmente la luz y el diseño mantuvo los pulsos cortos, aumentando la potencia máxima.
El efecto combinado de estas dos tácticas, el confinamiento espaciotemporal de la luz, es aumentar significativamente la fuerza de la no linealidad para una energía de pulso dada, lo que significa que los fotones ahora se afectan mucho más entre sí. La tecnología permite conmutar a una velocidad de 50 femtosegundos (un femtosegundo es una milmillonésima de segundo). Este desarrollo puede ayudar a los esfuerzos para lograr un procesamiento y cálculo de señales ultrarrápidos y de uso general.
Referencia: «Femtojulio Femtosegundo Conmutación totalmente óptica en nanofotónica de niobato de litio»
DOI: 10.1038/s41566-022-01044-5
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