Un equipo de científicos de la Universidad de Otago / Dodd-Walls Center ha creado un dispositivo novedoso que podría permitir que la próxima generación de Internet más eficiente desde el punto de vista energético. Sus revolucionarios resultados se han publicado en la principal revista científica del mundo. Naturaleza esta mañana.

Internet es uno de los mayores consumidores de energía del mundo. Con la capacidad de datos que se espera que se duplique cada año y la infraestructura física utilizada para codificar y procesar datos alcanzando sus límites, Existe una enorme presión para encontrar nuevas soluciones que aumenten la velocidad y la capacidad de Internet.

El investigador principal Dr. Harald Schwefel y la investigación del Dr. Madhuri Kumari han encontrado una respuesta. Han creado un dispositivo llamado peine de frecuencia óptica microrresonador hecho de un pequeño disco de cristal. El dispositivo transforma un solo color de luz láser en un arco iris de 160 frecuencias diferentes, cada haz totalmente sincronizado entre sí y perfectamente estable. Uno de estos dispositivos podría reemplazar a cientos de láseres que consumen energía y que se utilizan actualmente para codificar y enviar datos en todo el mundo.

El trabajo nació de la investigación previa del Dr. Schwefel en el prestigioso Instituto Max Planck en Alemania y de su colaboración con el Dr. Alfredo Rueda, quien realizó algunas de las investigaciones preliminares.

Internet funciona con láseres. Cada correo electrónico La llamada de teléfono celular y la visita al sitio web se codifican en datos y se envían a todo el mundo mediante luz láser. Para almacenar más datos en una sola fibra óptica, la información se divide en diferentes frecuencias de luz que se pueden transmitir en paralelo.

El Dr. Kumari dice que la infraestructura actual está luchando para hacer frente a la demanda a medida que el consumo de Internet aumenta significativamente.

"Los láseres solo emiten un color a la vez. Lo que esto significa es que, si su aplicación requiere muchos colores diferentes a la vez, necesitas muchos láseres. Todos cuestan dinero y consumen energía. La idea de estos nuevos peines de frecuencia es que al lanzar un color en el microrresonador sale toda una gama de colores nuevos, "Dice el Dr. Kumari.

"Es un plan de ahorro de energía realmente genial, "dice el Dr. Schwefel, "Reemplaza todo un bastidor de láseres con un pequeño dispositivo de bajo consumo".

Él espera que los dispositivos se incorporen en las estaciones de aterrizaje sub-oceánicas donde toda la información de las fibras terrestres se amontona en las pocas fibras sub-oceánicas disponibles en menos de una década. quizás dentro de unos años.

"Para desarrollar el dispositivo para la industria de las telecomunicaciones, tendremos que empezar a trabajar con las principales empresas de telecomunicaciones, "Explica el Dr. Schwefel." Hemos comenzado el proceso colaborando con una empresa de tecnología óptica con sede en Nueva Zelanda ".

Este avance es el primer hito en una colaboración financiada por el gobierno entre científicos de la Universidad de Otago y la Universidad de Auckland que forman parte del Centro Dodd-Walls para Tecnologías Cuánticas y Fotónicas, una organización virtual que reúne a los mejores investigadores de Nueva Zelanda que trabajan en este campo. de la luz y la ciencia cuántica. El proyecto de investigación ha recibido cerca de un millón de dólares del dinero del Fondo Marsden para desarrollar y probar el potencial de los peines de frecuencia de microrresonadores.

Los peines de frecuencia óptica se basan en un efecto óptico muy inusual que ocurre cuando la intensidad de la luz aumenta a niveles extremadamente altos. Envía un solo color de luz visible al disco de cristal junto con una señal de microondas y debido a que el disco de cristal es de tan alta calidad, la luz y la radiación de microondas quedan atrapadas en el interior. La luz y la radiación de microondas siguen entrando y rebotando alrededor del cristal. En la mayoría de las situaciones, la luz nunca cambia de color, pero en este caso la intensidad se vuelve tan alta que la luz y la radiación de microondas comienzan a fusionarse y a producir colores diferentes. El fenómeno se conoce como efecto no lineal y el equipo ha tardado muchos años en optimizarlo.

El único otro grupo en el mundo que fabrica dispositivos de calidad competitiva es una colaboración de las universidades de Harvard y Stanford en los EE. UU. también publicado en este mes Naturaleza , pero actualmente los Dres. Schwefel y Kumari tienen el récord del dispositivo más eficiente. Básicamente, esto significa que sus cristales no pierden luz. El truco consiste en tener un cristal de muy alta calidad. El grupo de Harald es un experto mundial en la elaboración de discos de cristal en su laboratorio de la Universidad de Otago.

Internet es solo una de las posibles aplicaciones de los nuevos peines de frecuencia óptica. Otro uso es la espectroscopia de alta precisión, que utiliza luz láser para estudiar e identificar la composición química, propiedades y estructura de los materiales, incluidas las enfermedades, explosivos y químicos. La próxima misión del Dr. Kumari será explorar esta aplicación entre otras posibilidades.

"Este es un proyecto muy emocionante en el que trabajar, "dice el Dr. Kumari." Los peines de frecuencia óptica han revolucionado literalmente todos los campos de aplicaciones que han tocado. Puede utilizarlos para espectroscopía vibracional, Medida de distancia, telecomunicaciones. Espero ver cómo podemos usar el nuestro ".