miércoles,20 octubre 2021
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Investigación de la UPM

Dispositivos fotónicos para el procesamiento de información

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Uno de los más espectaculares logros tecnológicos del siglo XX ha sido, sin duda, el incremento de velocidad y la miniaturización de los dispositivos electrónicos. Ahora tenemos chips que contienen miles de millones de transistores que pueden realizar operaciones en milmillonésimas de segundo. Sin embargo, los desarrolladores de chips se están empezando a encontrar con varios límites fundamentales de la electrónica. En este contexto, el Grupo de Señal Fotónica de la Universidad Politécnica de Madrid ha desarrollado un nuevo uso de un dispositivo fotónico embebido en fibra óptica que aporta simplificación y ahorro de costes en el procesamiento de la información.

 

Los límites de la electrónica para el desarrollo de chips pueden ser superados mediante la denominada electrónica cuántica. Ésta se basa en los principios de la mecánica cuántica aplicados al procesamiento de la información. Sin embargo, esta tecnología aún se encuentra en una fase muy inicial de desarrollo.

Una solución inmediata es el procesamiento espacial o temporal de información mediante tecnología todo-óptica, que tiene un gran interés en aplicaciones de muy diversas áreas. Entre otras comunicaciones ópticas, metrología, detección, ingeniería de microondas, procesamiento de imágenes y computación óptica. El enorme ancho de banda y la capacidad de procesamiento concurrente, permiten velocidades de procesamiento varios órdenes de magnitud mayores que la electrónica.

Así pues, existe un creciente interés en encontrar sustitutos todo-ópticos para los bloques básicos de construcción de circuitos de procesamiento. El derivador temporal óptico es uno de estos bloques básicos, y tiene un interés inmediato para la generación de pulsos en sistemas UWB, que han emergido como alternativa de futuro a tecnologías como Wi-Fi y Bluetooth en la red de acceso personal de banda ancha.

En el trabajo* realizado por los investigadores Miguel A. Preciado y Miguel A. Muriel, del Grupo de Señal Fotónica de la Universidad Politécnica de Madrid, se ha propuesto una optimización que permite una simplificación y ahorro de costes en la implementación del derivador temporal óptico. La solución propuesta está basada en redes de difracción de Bragg en fibra, un tipo de dispositivo embebido en fibra óptica que aprovecha las interesantes propiedades que tiene la propagación de ondas electromagnéticas en medios periódicos, observables también en cristales fotónicos, y en la difracción de rayos-X en cristales.

El diseño y modo de utilización propuestos permiten una mayor eficiencia energética, y un ahorro de elementos adicionales, lo cual tiene un especial interés en posibles aplicaciones comerciales de estos dispositivos.

(*) OPTICS LETTERS VOL. 33, PP. 2458-2460. 2008. "Design of an ultrafast all-optical differentiator based on a fibre Bragg grating in transmission," M. A. Preciado y M. A. Muriel

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