Código de barras óptico guia luz em chips fotônicos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/12/2014

Quando um feixe de luz incide sobre o conector, saem dois feixes em forma de T, cada um com uma cor diferente.
[Imagem: Vuckovic Lab]

Conector óptico

A equipe da professora Jelena Vuckovic, da Universidade de Stanford, foi a primeira a construir um nanoLED capaz de desbancar os lasers no interior dos processadores fotônicos, chips futurísticos que usarão luz no lugar da eletricidade.

Agora o grupo criou um outro dispositivo crucial para fazer a luz circular com precisão dentro dos chips: um nanoprisma de silício que consegue fazer a luz virar nos ângulos precisos para que ela siga pelos caminhos exatos que deve percorrer dentro do processador.

Esse conector óptico consiste em uma pequena pastilha de silício na qual é entalhado um padrão semelhante a um código de barras. Quando um feixe de luz incide sobre o conector, saem dois feixes em forma de T, cada um com uma cor diferente.

Os comprimentos de onda desses dois feixes de saída são compatíveis com a luz usada para transmitir dados nas fibras ópticas - o feixe com comprimento de onda de 1.300 nanômetros corresponde à banda C, enquanto o feixe de 1.550 nanômetros corresponde à banda O das redes de fibras ópticas.

Algoritmo versus intuição

Mas o grande feito da equipe foi desenvolver um algoritmo que consegue projetar os dispositivos para gerar a luz nos comprimentos de onda desejados e fazê-los virar nos ângulos certos.

"Há muitos anos os pesquisadores no campo da nanofotônica têm construído estruturas usando geometrias simples e formatos regulares. As estruturas que esse algoritmo produz são diferentes de tudo o que qualquer um fez antes," disse a professora Vuckovic.

Além disso, o processo de criação das estruturas feitas até agora era largamente baseado na intuição. Já o algoritmo projeta a estrutura com as propriedades precisas em cerca de 15 minutos rodando em um computador comum.

Um dos dispositivos criados pelo algoritmo, por exemplo, tem uma estrutura parecida com um queijo suíço, roteando a luz para diferentes saídas com base não na sua cor, mas no seu modo de propagação - modos diferentes também são usados nas comunicações ópticas para transmitir informações.

Luz que faz curvas

De posse de seu algoritmo, a equipe pretende agora começar a construir soluções práticas para seus futuros projetos de processadores fotônicos.

Existem outras técnicas para forçar a luz a fazer curvas, incluindo o nascente campo dos metamateriais digitais, mas até agora nenhum se aproxima destes conectores ópticos quanto à possibilidade de miniaturização.

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