A tecnologia estãocada vez mais se movendo em direção a  miniaturização e eficiência energanãtica. Isso também se aplica a chips eletra´nicos. A luz e a a³tica de forma mais ampla são funcionais na fabricação de chips compactos e porta¡teis. Pesquisadores do Laborata³rio de Sistemas Fota´nicos, chefiados pelo Professor Camille Bra¨s, aplicaram com sucesso um novo princa­pio para a introdução da não linearidade a³ptica de segunda ordem em chips de nitreto de sila­cio. Um primeiro relatado na revista Nature Photonics .

"Ao usar um apontador laser verde, por exemplo, o laser em si não éverde porque éparticularmente difa­cil de fabricar. Então, mudamos a frequência de um laser existente. Ele emite com a metade da frequência verde, então noso dobramos usando a não linearidade em um cristal que nos da¡ o verde. Nosso estudo consiste em integrar esta funcionalidade mas em chips que podem ser fabricados com técnicas padronizadas desenvolvidas para eletra´nica (CMOS). Graças a isso, seremos capazes de gerar com eficiência diferentes cores de luz em um chip, "explica Camille Bra¨s. A abordagem demonstrada nunca tinha sido implementada antes. Os chips fota´nicos atuais compata­veis com processos CMOS usam materiais fota´nicos padra£o, como o sila­cio, que não possuem não linearidade de segunda ordem e, portanto, não são inerentemente capazes de transformar luz neste “Isso acaba sendo uma barreira para o avanço da tecnologia”, acrescenta o professor.

Cientistas da Escola de Engenharia desenvolveram uma técnica para induzir a não linearidade, que éusada para converter luz onde normalmente não épossí­vel. Além disso, para tornar essa conversão eficaz, eles usaram um ressonador - uma estrutura em forma de anel que amplia os processos não lineares experimentados pela luz. Ressonadores de nitreto de sila­cio, cuja tecnologia foi consagrada na EPFL e agora comercializada pela Ligentec SA, apresentam perdas muito baixas, fazendo com que a luz circule nos ressonadores por muito tempo. “A não linearidade vem da interação entre luz e matéria. Essa troca deve ser longa para que o processo seja funcional e eficiente. No entanto, o chip éum pequeno objeto do qual não nos beneficiamos de longas distâncias”, explica Edgars Nitiss, Ph.D. e coprimeiro autor.

Graças a esta técnica, a eficiência do chip ésignificativamente melhorada. Mas uma nova restrição éimposta. Ao usar um ressonador, ficamos limitados em termos de cores disponí­veis ", diz Camille Bra¨s. Na verdade, a eficácia de um efeito não linear também depende da concorda¢ncia de fase entre as diferentes cores em interação, visto que inevitavelmente tem diferentes velocidades de propagação. dois carros na rodovia. Queremos que o que estãona pista rápida diminua enquanto o outro acelera para que eles possam rolar um ao lado do outro e interagir ", ilustra Jianqi Hu, Ph.D. e coprimeiro autor. Isso geralmente éobtido apenas em casos muito restritos em um ressonador. Os pesquisadores encontraram uma solução para evitar essa restrição e oferecer acesso a uma gama de várias cores, apesar do uso do ressonador. Noressonador , as ondas de luz se propagam, produzindo uma interação coerente que altera as propriedades do material. Uma auto-organização da estrutura éalcana§ada de uma maneira totalmente a³tica, o que compensa automaticamente a diferença de fase, independentemente da cor de entrada . Como tal, contornamos as limitações cra­ticas dos ressonadores enquanto nos beneficiamos de seu forte aumento de eficiência ", conclui o pesquisador.