El arcoíris no son solo colores, cada color de luz tiene su propia frecuencia. Cuantas más frecuencias tengas, cuanto mayor sea el ancho de banda para transmitir información.

El uso de un solo color de luz a la vez en un chip electrónico limita actualmente las tecnologías basadas en la detección de cambios en el color disperso. como detectar virus en muestras de sangre, o procesar imágenes de vegetación de aviones al monitorear campos o bosques.

Poner en servicio varios colores a la vez significaría desplegar varios canales de información simultáneamente, ampliar el ancho de banda no solo de la electrónica actual, pero también de la próxima "nanofotónica" aún más rápida que dependerá de fotones (partículas de luz rápidas y sin masa) en lugar de electrones lentos y pesados ​​para procesar información con dispositivos ópticos a nanoescala.

IBM e Intel ya han desarrollado chips de supercomputadora que combinan el mayor ancho de banda de la luz con estructuras electrónicas tradicionales.

A medida que los investigadores diseñan soluciones para eventualmente reemplazar la electrónica con fotónica, un equipo dirigido por la Universidad de Purdue ha simplificado el proceso de fabricación que permite utilizar varios colores al mismo tiempo en un chip electrónico en lugar de un solo color a la vez.

Los investigadores también abordaron otro problema en la transición de la electrónica a la nanofotónica:los láseres que producen luz deberán ser más pequeños para caber en el chip.

"Un láser suele ser un dispositivo monocromático, por lo que es un desafío hacer un láser sintonizable o policromático, "dijo Alexander Kildishev, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Purdue. "Es más, es un gran desafío hacer que una serie de nanoláseres produzcan varios colores simultáneamente en un chip ".

Esto requiere reducir el tamaño de la "cavidad óptica, "que es un componente importante de los láseres. Por primera vez, investigadores de Purdue, La Universidad de Stanford y la Universidad de Maryland incorporaron las llamadas "metasuperficies de plata", materiales artificiales más delgados que las ondas de luz, en nanocavidades, Haciendo láseres ultrafinos.

"Las cavidades ópticas atrapan la luz en un láser entre dos espejos. A medida que los fotones rebotan entre los espejos, la cantidad de luz aumenta para hacer posible los rayos láser, ", Dijo Kildishev." Nuestras nanocavidades producirían láseres en un chip ultrafinos y multicolores ".

En la actualidad, se requiere un grosor diferente de una cavidad óptica para cada color. Al incrustar una metasuperficie plateada en la nanocavidad, los investigadores lograron un espesor uniforme para producir todos los colores deseados. Sus hallazgos aparecen en Comunicaciones de la naturaleza .

"En lugar de ajustar el grosor de la cavidad óptica para cada color, ajustamos los anchos de los elementos de metasuperficie, "Dijo Kildishev.

Las metasuperficies ópticas también podrían finalmente reemplazar o complementar las lentes tradicionales en dispositivos electrónicos.

"Lo que define el grosor de cualquier teléfono celular es en realidad una pila de lentes compleja y bastante gruesa, ", Dijo Kildishev." Si tan solo pudiéramos usar una fina metasuperficie óptica para enfocar la luz y producir imágenes, entonces no necesitaríamos estos lentes, o podríamos usar una pila más delgada ".