Integração de fibras ópticas e chips poderá revolucionar computação e telecomunicações

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/03/2007

Integrar os microprocessadores de silício com a comunicação por meio da luz tem sido um objetivo longamente perseguido por cientistas e engenheiros do mundo todo. Quando alcançado, esse objetivo permitirá uma aceleração tão grande no poder de processamento dos computadores que os cientistas falam em "supercomputadores em um único chip."

Mas chips e fibras ópticas não têm se entendido sem alguns intermediários muito inoportunos. Intermediários que limitam a velocidade com que os dados podem entrar nos circuitos dos chips e serem processados. Isso tem mantido a computação e as telecomunicações como se fossem dois mundos tecnológicos separados.

Agora, cientistas do MIT, Estados Unidos, deram um passo importantíssimo rumo à essa integração, talvez o mais significativo até hoje em termos de viabilizar a integração da fotônica nos chips de silício em escala comercial. Um passo importante rumo a levar aos microprocessadores a velocidade da luz.

Moldando ondas de luz

O grande objetivo da microfotônica é "moldar" o fluxo da luz. Utilizando dois materiais que refratam a luz de forma diferente, como o silício puro e um de seus óxidos, os fótons podem ser aprisionados no interior de uma minúscula parede de espelhos, dando-lhe propriedades únicas.

Mas a pedra no sapato tem sido que os componentes microfotônicos são sensíveis à polarização da luz. E a luz viajando ao longo das fibras ópticas pode tornar-se polarizada vertical ou horizontalmente, de forma totalmente aleatória. Hoje, a saída é conectar o mundo da eletrônica com o mundo da fotônica por meio de aparatos externos ao chip, o que eleva os custos, aumenta as dimensões e, pior de tudo, diminui a velocidade do conjunto.

Óptica no interior do chip

A saída encontrada pelos cientistas do MIT foi dividir a luz que vem da fibra óptica em dois feixes separados, um polarizado verticalmente e outro polarizado horizontalmente.

Colocando os dois feixes em ângulos adequados um em relação ao outro, o novo dispositivo gira a polarização de um dos dois feixes, tudo sem a necessidade de componentes externos ao chip. Agora com a mesma orientação, os dois feixes de luz passam através de duas estruturas fotônicas idênticas, sensíveis à polaridade e saem do chip, onde novamente são reunidos.

A inovação significa que os componentes ópticos podem ser integrados em um único chip de silício e produzidos em massa. "Esses resultados representam um avanço ao permitir o processamento e o chaveamento de sinais de luz arbitrariamente polarizados em circuitos fotônicos confinados e densamente integrados," diz o pesquisador Erich Ippen.

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