Avanço da Caltech integra desempenho de fibra óptica a chips de silício
Pesquisadores do Caltech desenvolveram uma técnica inovadora para fabricar circuitos fotônicos integrados em silício com perdas de sinal extremamente baixas, atingindo níveis próximos aos da fibra óptica, inclusive em comprimentos de onda visíveis. Essa conquista representa um avanço significativo para a integração de componentes ópticos em chips, ampliando o potencial de aplicações que exigem alta coerência e eficiência energética, como relógios ópticos, sensores atômicos, comunicações em data centers de IA e computação quântica.
O método consiste em imprimir circuitos ópticos feitos do mesmo vidro germano-silicato utilizado em fibras ópticas diretamente sobre wafers de silício. Os pesquisadores adaptaram esse material para processos de litografia compatíveis com a fabricação de dispositivos semicondutores, permitindo criar guias de onda em formato espiral que maximizam o percurso óptico dentro de áreas minúsculas.
Testes práticos demonstraram que, em comprimentos de onda visíveis, os novos guias apresentam perdas até 20 vezes menores que as melhores soluções anteriores baseadas em nitreto de silício. Esse desempenho ultrabaixo é alcançado graças a um processo térmico que suaviza a superfície dos guias até o nível atômico, reduzindo drasticamente a dispersão da luz e prolongando a coerência dos lasers produzidos — com melhorias superiores a 100 vezes em relação a designs convencionais.
A flexibilidade da plataforma permite sua aplicação em diversos dispositivos ópticos miniaturizados, como ressonadores anelares e lasers multiespectrais. Segundo os autores do estudo, publicado na revista Nature, o trabalho marca apenas o início de uma nova era para circuitos fotônicos integrados com desempenho comparável ao da fibra óptica, abrindo caminho para avanços futuros em tecnologias ópticas compactas e altamente eficientes.
Fonte original: www.sciencedaily.com
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