Se ha conseguido fabricar un láser lo bastante miniaturizado y con las prestaciones adecuadas como para integrarse dentro de un chip de niobato de litio y abrir un camino hacia una nueva generación de sistemas de telecomunicación de alta potencia.
El avance es obra de un equipo que incluye a ingenieros de las empresas HyperLight Corporation y Freedom Photonics, así como a científicos de la Escuela John A. Paulson de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS, por sus siglas en inglés), entidad vinculada a la Universidad Harvard en Estados Unidos.
A pesar de todos los avances recientes en los circuitos integrados fotónicos de niobato de litio (desde los peines de frecuencias hasta los convertidores y moduladores de frecuencias) hay un componente vital que sigue siendo frustrantemente difícil de integrar: el láser.
Las redes de telecomunicaciones de larga distancia, las interconexiones ópticas de los centros de datos y los sistemas fotónicos de microondas dependen de los láseres para generar la portadora óptica utilizada en la transmisión de datos. En la mayoría de los casos, los láseres son dispositivos independientes, externos a los moduladores, lo que no solo encarece todo el sistema sino que también lo hace menos estable y más difícil de ampliar.
Ahora, el equipo de Marko Loncar y Amirhassan Shams-Ansari, de la SEAS, ha desarrollado el primer láser de alta potencia totalmente integrado en un chip de niobato de litio, lo que abre el camino a sistemas de telecomunicaciones de alta potencia, espectrómetros totalmente integrados, teledetección óptica con mejores prestaciones y conversión de frecuencia más eficiente para redes cuánticas, entre otras aplicaciones.
La fotónica integrada de niobato de litio constituye una plataforma prometedora para el desarrollo de sistemas ópticos de alto rendimiento a escala de chip, pero introducir un láser en un chip de niobato de litio ha resultado ser uno de los mayores retos de diseño. Loncar y sus colegas utilizaron todos los trucos y técnicas de nanofabricación aprendidos en anteriores desarrollos de fotónica integrada de niobato de litio para superar ese reto y lograr el objetivo de integrar un láser de alta potencia en un chip de niobato de litio de capa fina.
Al encontrar un modo de combinar dispositivos de niobato de litio de capa fina con láseres de alta potencia mediante un proceso que resulta sencillo para la industria, esta investigación representa un paso clave hacia las redes ópticas de nueva generación, gran escala, bajo coste y alto rendimiento. El siguiente paso que el equipo planea dar en esta línea de investigación y desarrollo es aumentar la potencia del láser y adaptarlo para operar a una escala mayor, con el fin de hacerlo apto para aplicaciones adicionales.
Li y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Optica, bajo el título “Electrically pumped laser transmitter integrated on thin-film lithium niobate”.
Fuente: noticiasdelaciencia.com
