Pequeños dispositivos fotónicos podrían usarse para encontrar nuevos exoplanetas, monitorear la salud, y hacer que Internet sea más eficiente energéticamente. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, ahora presentan un microcombustible revolucionario que podría acercar las aplicaciones avanzadas a la realidad.

Un microcomb es un dispositivo fotónico capaz de generar una miríada de frecuencias ópticas (colores) en una pequeña cavidad conocida como microrresonador. Estos colores se distribuyen uniformemente, por lo que el microcombustible se comporta como una "regla hecha de luz". El dispositivo se puede utilizar para medir o generar frecuencias con extrema precisión.

En un artículo reciente de la revista Fotónica de la naturaleza , ocho investigadores de Chalmers describen un nuevo tipo de microcombustible en un chip, basado en dos microrresonadores. El nuevo microcomb es coherente, Dispositivo sintonizable y reproducible con una eficiencia de conversión neta hasta 10 veces mayor que el estado actual de la técnica.

"La razón por la que los resultados son importantes es que representan una combinación única de características, en términos de eficiencia, operación de baja potencia, y un control sin precedentes en el campo, "dice Óskar Bjarki Helgason, un doctorado estudiante del Departamento de Microtecnología y Nanociencia de Chalmers, y primer autor del nuevo artículo.

Los investigadores de Chalmers no son los primeros en demostrar un microcombustible en un chip, pero han desarrollado un método que supera varias limitaciones bien conocidas en el campo. El factor clave es el uso de dos cavidades ópticas, microrresonadores, en lugar de una. Esta disposición da como resultado las características físicas únicas.

Colocado en un chip, el microcombustible desarrollado recientemente es tan pequeño que cabría en la punta de un cabello humano. Los espacios entre los dientes del peine son muy anchos, lo que abre grandes oportunidades para investigadores e ingenieros.

Una amplia gama de aplicaciones potenciales.

Dado que casi cualquier medida se puede vincular a la frecuencia, los micropenales ofrecen una amplia gama de aplicaciones potenciales. Ellos podrían, por ejemplo, Disminuir radicalmente el consumo de energía en los sistemas de comunicación óptica, con decenas de láseres reemplazados por un solo microcombustible a escala de chip en las interconexiones de los centros de datos. También podrían usarse en lidar para vehículos de conducción autónoma, para medir distancias.

Otra aplicación interesante para los microcombustibles es la calibración de espectrógrafos utilizados en observatorios astronómicos dedicados al descubrimiento de exoplanetas similares a la Tierra. Los relojes ópticos extremadamente precisos y las aplicaciones de control de la salud para teléfonos móviles son otras posibilidades. Al analizar la composición del aire exhalado, los médicos podrían potencialmente diagnosticar enfermedades en etapas más tempranas.

"Para que la tecnología sea práctica y encuentre su uso fuera del laboratorio, necesitamos co-integrar elementos adicionales con los microrresonadores, como los láseres, moduladores y electrónica de control. Este es un gran desafío que requiere tal vez de cinco a 10 años y una inversión en investigación de ingeniería. Pero estoy convencido de que sucederá, "dice Victor Torres Company, quien lidera el proyecto de investigación en Chalmers. Él continúa:

"Los avances y aplicaciones más interesantes son aquellos que ni siquiera hemos concebido todavía. Esto probablemente se verá habilitado por la posibilidad de tener varios micropenales en el mismo chip. ¿Qué podríamos lograr con decenas de micropenales que no podemos hacer con uno? ? "