Los investigadores de fotónica del Laboratorio Nacional de Física (NPL) han logrado lo extraordinario al crear un diodo que consta de luz que se puede utilizar, por primera vez, en circuitos fotónicos miniaturizados, como se publicó en Optica .

El Dr. Pascal Del'Haye y su equipo en NPL han creado una versión óptica de un diodo que transmite luz en una sola dirección, y puede integrarse en circuitos microfotónicos. Esta integración a pequeña escala ha sido un gran desafío en fotónica porque los diodos ópticos existentes requieren imanes voluminosos.

El trabajo pionero de NPL ha superado la limitación de los diodos basados ​​en imanes voluminosos, mediante el uso de luz almacenada en pequeños anillos de vidrio a base de chips para formar un diodo.

Los diodos son bien conocidos en circuitos electrónicos. Transmiten corriente eléctrica en una dirección pero bloquean la corriente en la dirección hacia atrás. Los diodos son componentes esenciales de casi todos los circuitos electrónicos y se utilizan, por ejemplo, en cargadores de batería.

La novedosa técnica se creó enviando mucha luz a un microrresonador:un anillo de vidrio en un chip de silicio, aproximadamente del ancho de un cabello humano, y aprovechando la potencia óptica circulante para generar el efecto de diodo.

Dr. Jonathan Silver, Investigador científico superior en NPL, explica:"Para crear los diodos ópticos utilizamos micro espejos que pueden almacenar cantidades extremadamente grandes de luz. Esto significa que, a pesar de que solo enviábamos pequeñas cantidades de luz a estos anillos de vidrio, la potencia circulante era comparable a la luz generada por los reflectores en todo un estadio de fútbol, ​​pero confinada en un dispositivo más pequeño que un cabello humano. Las intensidades de la luz permiten la formación de un diodo a través de una interacción luz con luz llamada efecto Kerr ".

En sus experimentos, han demostrado que el campo electromagnético de la luz que circula en el sentido de las agujas del reloj en estos anillos de vidrio bloquea eficazmente cualquier luz que circula en el sentido contrario a las agujas del reloj.

Pascal Del'Haye, El investigador científico principal del proyecto enfatiza:"Estos diodos, por primera vez, abrir la puerta a diodos ópticos baratos y eficientes en chips microfotónicos, y allanará el camino para nuevos tipos de circuitos fotónicos integrados que podrían utilizarse para la computación óptica.

"También podrían tener un impacto significativo en los futuros sistemas de telecomunicaciones ópticas, para un uso más eficiente de las redes de telecomunicaciones ".

Leonardo Del Bino, Estudiante de doctorado en el proyecto, dijo:"Una propiedad notable de este nuevo diodo es que el rendimiento mejora si aumenta el campo de luz de propagación directa. Esto es muy importante, por ejemplo, cuando se usa el diodo para proteger los diodos láser integrados en chip de los reflejos posteriores ".

Más allá del uso de diodos ópticos, La investigación de NPL sobre la interacción de la luz contrapropagante puede permitir nuevos tipos de sensores ópticos de rotación y memorias ópticas.