Laser spintrônico ilumina caminho das telecomunicações

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/11/2011

A injeção de elétrons polarizados pelo spin em microlasers semicondutores torna-se possível alcançar velocidades de modulação muito superiores aos dos lasers convencionais.
[Imagem: Ruhr-Bochum]

Laser de spin

Cientistas da Universidade de Ruhr-Bochum, na Alemanha, anunciaram o desenvolvimento de um novo tipo de raio laser semicondutor ultra-rápido.

O chamado "laser de spin" - ou laser spintrônico - usa o momento angular dos elétrons - o chamado spin - para quebrar a barreira de velocidade dos lasers convencionais.

O novo laser de spin tem o potencial para alcançar frequências de modulação acima dos 100 GHz, o que permitirá que ele cumpra o seu papel, até agora apenas teorizado, de ampliar as larguras de banda nas telecomunicações.

Corrente polarizada pelo spin

A transmissão óptica de dados por laser é um pré-requisito básico das telecomunicações ópticas. Mas a frequência de modulação típica dos lasers atuais está por volta dos 50 GHz.

Enquanto nos lasers convencionais o spin dos elétrons injetados é inteiramente arbitrário, em um laser spintrônico somente são usados elétrons com um spin determinado previamente.

Usando esses elétrons polarizados pelo spin, o laser é forçado a trabalhar simultaneamente em dois modos, cada um em uma frequência diferente.

Quando os dois modos de laser são acoplados no mesmo ressonador, surge uma oscilação com uma nova frequência, que pode teoricamente superar em muito os 100 GHz.

Ideal para telecomunicações

Como a duração dessas oscilações pode ser ajustada por meio da corrente, esses lasers de spin são ideais para a transmissão óptica de dados.

"Esta diferença de frequência pode ser facilmente ajustada usando a chamada birrefringência no ressonador, por exemplo, simplesmente curvando o microlaser," explica o Dr. Nils Gerhardt, principal autor do trabalho.

O primeiro protótipo - funcionando a temperatura ambiente - atingiu uma frequência de oscilação de 11,6 GHz, bem acima dos 4 GHz observados no próprio dispositivo.

Como já há lasers de modo único operando na faixa dos 50 GHz, é fácil ver o potencial do novo dispositivo.

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