Fuente: Aida Bayo / Programa para la Formación de Monitores en Materia de Divulgación del Conocimiento.

Los circuitos eléctricos integrados son las tripas de un ordenador y en todos aquellos ámbitos en los que son aplicados, ya sea en electrónica como en la óptica, se convierten en un objetivo primordial intentar tener en una única placa el mayor número de funciones posibles. Los circuitos integrados, también llamados «chips», son una pequeña pastilla de material semiconductor sobre la que se integran circuitos en miniatura y se protegen con encapsulados de plástico, cerámica o metal. Cuando éstos son nanofotónicos, son aún menores que los tradicionales y con mayor capacidad, y utilizan como energía conductora la lumínica o fotónica.

Aumentar la velocidad de las comunicaciones ópticas y las prestaciones de los receptores, también en los sensores de todo tipo, son los objetivos del proyecto de excelencia Tecnologías de diseño para dispositivos nanofotónicos sobre silicio.

La investigación, que está desarrollada por el grupo de investigación de Ingeniería de Comunicaciones de la Universidad de Málaga (UMA), está incentivada con 205.988 euros por la Consejería de Economía, Innovación y Ciencia. “Este proyecto puede tener importantes aplicaciones”, señala su responsable, Gonzalo Wanguemert, ya que la miniaturización y el aumento de la capacidad de los circuitos hacen crecer también las posibilidades de aplicación que surgen.

Entre otras, destaca su uso en receptores de comunicaciones de alta velocidad que serán capaces de recibir y procesar información a 100 Gigabits/seg, o analizar, gracias a su integración como sensores en un satélite, las condiciones medioambientales del planeta.
Los científicos malagueños pretenden optimizar los circuitos integrados nanofotónicos mediante el uso del silicio en su producción. Se trabaja en el orden de los nanómetros, una magnitud mil veces menor a la micra, que ha sido la unidad de medida más habitual desde hace diez años. Con ello no sólo se reduce el tamaño del circuito sino que también se aumenta la capacidad de transmisión de información lumínica. De ahí que se denomine nanofotónica por el uso de hilos fotónicos, medio por el que viaja la luz, y por el tamaño al que se reduce el circuito, que se valora en nanómetros.

Por otro lado, la luz ‘prefiere’ viajar a través de materiales que tienen un mayor índice de refracción, es decir, cuanto mayor es este índice, más se concentra la luz. La clave, según Gonzalo Wanguemert, es utilizar un material con “mucho índice” de refracción para que la luz se confine. El silicio permite crear estructuras de alto contraste para el confinamiento de la luz.

Esta capacidad de confinamiento y transmisión de la luz que tiene el silicio, junto al uso y los avances que ya tiene este material en la producción de circuitos eléctricos, ha sido uno de los motivos principales de su elección para su uso en el diseño de estos circuitos. “Se va a construir un circuito fotónico, utilizando tecnología de fabricación de un circuito eléctrico”, aclara el investigador.

Un resultado favorable en la investigación ha sido la reducción de tamaño de estos circuitos, sin la merma de su capacidad. Tal como indica el profesor Wanguemert, “en un circuito óptico, hay un aspecto muy importante, que son las vías de interconexión y las pérdidas que tienen lugar en él. Hay que optimizar estas vías de interconexión para minimizar las pérdidas de potencia que se puedan producir”.

Alta velocidad

Actualmente el equipo de investigación trabaja en dos aplicaciones: receptores de comunicaciones de alta velocidad y el acoplo de luz a sensores, estos últimos integrados en un satélite y que servirán para analizar las condiciones medioambientales de La Tierra.

En este sentido, este equipo de investigación ha trabajado en colaboración con la Universidad de Gante, en el diseño, la caracterización y la medición de un prototipo de receptor óptico integrado para comunicaciones de alta velocidad y de altas prestaciones (40Gb/seg.), y en colaboración con el NRC canadiense (National Research Council of Canada), en el diseño de los dispositivos de acoplo de luz a sensores. Esta última aplicación ha surgido dentro de la estrecha colaboración que el grupo investigador mantiene desde hace años con el NRC. 

Descargue las imágenes de esta noticia:

El grupo de investigación de Ingeniería de Comunicaciones de la Universidad de Málaga. 

Acoplador de interferencia multimodal para comunicaciones ópticas de alta velocidad.

Red de difracción para acoplamiento chip-fibra

Más información: 

J.Gonzalo Wanguemert Pérez
Universidad de Málaga
Teléfono: 952 13 27 60
E-mail: jgwanguemert@uma.es