Codificación de información en luz, y transmitirlo a través de fibras ópticas es el núcleo de las comunicaciones ópticas. Con una pérdida increíblemente baja de 0,2 dB / km, Las fibras ópticas hechas de sílice han sentado las bases de las redes de telecomunicaciones globales de hoy y de nuestra sociedad de la información.

Esta pérdida óptica ultrabaja es igualmente esencial para la fotónica integrada, que permiten la síntesis, procesamiento y detección de señales ópticas utilizando guías de onda en chip. Hoy dia, una serie de tecnologías innovadoras se basan en la fotónica integrada, incluyendo láseres semiconductores, moduladores y fotodetectores, y se utilizan ampliamente en centros de datos, comunicaciones, detección y computación.

Los chips fotónicos integrados generalmente están hechos de silicio que es abundante y tiene buenas propiedades ópticas. Pero el silicio no puede realizar todas las funciones necesarias en la fotónica integrada, por lo que han surgido nuevas plataformas de materiales. Uno de ellos es el nitruro de silicio (Si ₃ norte ₄ ), cuya pérdida óptica excepcionalmente baja (órdenes de magnitud inferior a la del silicio), lo ha convertido en el material de elección para aplicaciones en las que la baja pérdida es fundamental, como láseres de ancho de línea estrecho, líneas de retardo fotónico, y fotónica no lineal.

Ahora, Los científicos del grupo del profesor Tobias J. Kippenberg de la Facultad de Ciencias Básicas de la EPFL han desarrollado una nueva tecnología para construir circuitos fotónicos integrados de nitruro de silicio con pérdidas ópticas récord bajas y huellas pequeñas. El trabajo está publicado en Comunicaciones de la naturaleza .

Combinando nanofabricación y ciencia de materiales, la tecnología se basa en el proceso fotónico Damasceno desarrollado en EPFL. Usando este proceso, el equipo hizo circuitos integrados de pérdidas ópticas de solo 1 dB / m, un valor récord para cualquier material fotónico integrado no lineal. Esta baja pérdida reduce significativamente el presupuesto de energía para construir peines de frecuencia óptica a escala de chip ("micropeines"), utilizado en aplicaciones como transceptores ópticos coherentes, sintetizadores de microondas de bajo ruido, LiDAR, computación neuromórfica, e incluso relojes atómicos ópticos. El equipo utilizó la nueva tecnología para desarrollar guías de onda de un metro de largo en chips de 5x5 mm2 y microrresonadores de factor de alta calidad. También informan de un alto rendimiento de fabricación, que es esencial para escalar a la producción industrial.

"Estos dispositivos de chip ya se han utilizado para amplificadores ópticos paramétricos, láseres de ancho de línea estrecho y peines de frecuencia de escala de chip, "dice el Dr. Junqiu Liu, quien dirigió la fabricación en el Centro de MicroNanoTechnology (CMi) de EPFL." También estamos deseando ver que nuestra tecnología se utilice para aplicaciones emergentes como LiDAR coherente, redes neuronales fotónicas, y computación cuántica ".