Modificador de freqüência totalmente óptico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/04/2003

Pesquisadores da Universidade de Illinois (Estados Unidos) demonstraram um modificador de freqüência totalmente óptico, que poderá remover um gargalo nas redes de comunicação óptica atuais e futuras. O dispositivo pode alterar, com rapidez e precisão, a freqüência de sinais ópticos, sem as demoradas tarefas de detecção, armazenamento e difusão.

Para enviar mais informações em uma única fibra óptica, os engenheiros utilizam uma técnica chamada multiplexação por divisão de freqüência. Nesta técnica, diferentes cores de luz correspondem a canais individuais, da mesma forma que a freqüência de rádio delimita as estações. Cada cor pode ser modulada independentemente e então recombinada para transmissão através da fibra óptica.

"O tráfego em um sistema de fibras ópticas complexo envolve muitos nós e, inevitavelmente, um sinal irá atingir um nó no mesmo canal ocupado por outro sinal," explica James Eckstein, físico, participante da pesquisa. "Já que os dois sinais não podem ser transmitidos, um deles deve ser alterado para um canal aberto diferente. O transformador de freqüência eletro-óptico faz isto alterando automaticamente a energia dos fótons ligeiramente, de forma que eles mudem de cor."

No coração do modificador de freqüência está um modulador de fase óptico padrão. O aparelho possui um guia de ondas óptico feito de niobato de lítio e um eletrodo de ouro depositado nesse substrato. Aplicando um sinal de microondas sobre o eletrodo, o professor Eckstein e seu aluno Dario Farias conseguiram controlar as propriedades do guia de ondas óptico.

"A intensidade e direção do campo elétrico de microondas muda o índice de refração do niobato de lítio," explica Eckstein. "Isto faz com que o sinal óptico se comprima ou se estique ligeiramente à medida em que ele se propaga através do guia de ondas, alterando efetivamente a luz para um comprimento de onda e freqüência diferentes. Alterando a fase e a amplitude do sinal de microondas aplicado, nós pudemos alterar a freqüência óptica."

Ao contário dos amplificadores ópticos à base de semicondutores, os quais utilizam os dados codificados em um canal para modular um padrão similar em um segundo canal, o modificador de freqüência eletro-óptico não requer nenhuma fonte óptica adicional.

"Nas redes atuais, um sinal deve ser primeiro detectado, então processado e finalmente reemitido em algum outro comprimento de onda a partir de outra fonte," explica Farias. "Isto toma tempo e limita a capacidade de dados do sistema. O modificador de freqüência eletro-óptico é mais rápido porque ele é uma apenas questão de controlar o número de fótons de microondas que são adicionados a cada fóton óptico na medida em que o pulso de luz passar através do dispositivo."