Tecnologia Científica
Pesquisadores desenvolvem modulador eletro-a³ptico rápido e do tamanho de micra´metros
Moduladores eletro-a³pticos são os cavalos de trabalho da internet. Eles convertem dados elanãtricos de computadores e smartphones em fluxos de dados a³pticos para redes de fibra a³ptica, permitindo comunicaçaµes de dados modernas, como transmissão
Por
George Washington University - 14/04/2020
Neste chip de silacio ilustrado (cinza), os dados elanãtricos (brancos) viajam atravanãs dos
moduladores eletro-a³pticos baseados no interfera´metro Mach-Zehnder (MZI), codificando
dados elanãtricos no domanio a³ptico por meio de deslocadores de fase baseados em ITO
plasma´nicos ajusta¡veis ​​(manchas douradas no topo de ambas as seções MZI) capazes de
operar em vários comprimentos de onda de luz na banda C relevante para telecomunicações
(vermelho e roxo). capaz de operar em vários comprimentos de onda de luz na banda CÂ relevante para telecomunicações (vermelho e roxo), aumentando assim a velocidade
e a eficiência de aplicativos a³pticos, como transmissão de dados ou redes neurais
para inteligaªncia artificial. Crédito: Mario Miscuglio e Rubab Amin
Pesquisadores da Universidade George Washington desenvolveram e demonstraram pela primeira vez um modulador eletro-a³ptico a base de silacio que émenor, mais rápido e mais eficiente do que as tecnologias de ponta. Ao adicionar a³xido de andio e estanho (ITO) - um a³xido condutor transparente encontrado em telas sensaveis ao toque e células solares - a uma plataforma de chips fota´nicos de silacio, os pesquisadores conseguiram criar um dispositivo compacto com 1 micra´metro de tamanho e capaz de produzir gigahertz-fast, ou 1 bilha£o de vezes por segundo, modulação de sinal.
Moduladores eletro-a³pticos são os cavalos de trabalho da internet. Eles convertem dados elanãtricos de computadores e smartphones em fluxos de dados a³pticos para redes de fibra a³ptica, permitindo comunicações de dados modernas, como transmissão de vadeo. A nova invenção éoportuna, pois a demanda por servia§os de dados estãocrescendo rapidamente e avaçando em direção a s redes de comunicação da próxima geração. Aproveitando a sua pegada compacta, os conversores eletro-a³pticos podem ser utilizados como transdutores em hardware de computação a³ptica, como redes neurais artificiais a³pticas que imitam o cérebro humano e uma infinidade de outras aplicações para a vida moderna.
Os moduladores eletro-a³pticos em uso atualmente tem tipicamente entre 1 milametro e 1 centametro de tamanho. Reduzir seu tamanho permite aumentar a densidade da embalagem, o que évital em um chip. Enquanto o silacio costuma servir como estrutura passiva sobre a qual são construados circuitos fota´nicos, a interação da matéria de luz dos materiais de silacio induz uma mudança de andice a³ptico bastante fraca, exigindo uma maior pegada do dispositivo. Embora os ressonadores possam ser usados ​​para aumentar esse fraco efeito eletro-a³ptico, eles reduzem o alcance operacional a³ptico dos dispositivos e incorrem em alto consumo de energia dos elementos de aquecimento necessa¡rios.
Ao adicionar heterogeneamente uma fina camada de material de a³xido de andio e estanho ao chip de guia de ondas fota´nico de silacio, pesquisadores da Universidade George Washington, liderados por Volker Sorger, professor associado de engenharia elanãtrica e de computadores, demonstraram uma alteração no andice a³ptico mil vezes maior que o silacio . Ao contra¡rio de muitos projetos baseados em ressonadores, esse dispositivo de banda larga espectral éesta¡vel contra asmudanças de temperatura e permite que um aºnico cabo de fibra a³tica carregue vários comprimentos de onda de luz, aumentando a quantidade de dados que podem se mover atravanãs de um sistema.
"Estamos muito satisfeitos por ter alcana§ado esse objetivo de uma década de demonstrar um modulador ITO rápido em GHz. Isso define um novo horizonte para os dispositivos reconfigura¡veis ​​fota´nicos de próxima geração com desempenho aprimorado e tamanho reduzido", disse o Dr. Sorger.
O artigo, "Modulador de Mach Zehnder Plasmonic de Banda Larga Sub-λ GHz ITO na Silicon Photonics", foi publicado hoje na revista Optica.
