RAM Óptica

La cúpula de la catedral de St. Paul en Londres es el sitio de un fenómeno curioso. Si susurras cerca de la pared de la galería circular de la cúpula, el susurro se escucha claramente por alguien que esta en la galería en el lado opuesto de la cúpula, a una distancia de 42 metros. Las ondas sonoras rebotan en la pared de la cúpula y se propagan sin pérdida. Ahora, un grupo de investigadores de Bélgica, los Países Bajos, y Francia, encabezados por Geert Morthier de la microelectrónica firma de investigación de los PIEM y la Universidad de Gante, tanto en Bélgica, está utilizando una galería de susurros pequeña de los fotones, llamado láser de microsismos, para crear una memoria óptica celular que funciona con femtojoules simple de la energía y que podrían constituir un componente importante en el futuro la tecnología de comunicaciones ópticas. Debido al bajo consumo de energía y la velocidad de los circuitos ópticos, los investigadores esperan que el láser de microdiscos basado recuerdos serán capaces de competir con el silicio de hoy basado en circuitos para el encaminamiento de señales de telecomunicaciones.

Láseres Microdisk han estado bajo investigación durante 20 años. En un láser convencionales, la luz rebota entre dos espejos, ampliando con cada paso. Pero en un láser de microsismos, los fotones viajan alrededor, surf a lo largo de la pared de la cavidad circular. ¿Qué hace que estos láseres tan interesante es que los fotones pueden viajar por todo el microsismos en cualquier dirección, en sentido horario o antihorario?. Los fotones sólo necesita un pulso de luz para empujar en la dirección correcta. De esta manera, el láser de microdiscos puede funcionar en forma muy similar a como un flip-flop, un circuito que tiene el estado de su entrada, incluso después de que la entrada desaparece.

El equipo dirigido por Morthier a creado microdiscos de fosfuro de indio (InP)  que son de 7,5 micrómetros de diámetro. Estos láseres consumen muy poca energía debido a su pequeño tamaño y el hecho de que el material Lasing es bombeada por una pequeña corriente eléctrica en lugar de una fuente de luz externa. Los microdiscos son pegados en un chip de silicio, utilizando un polímero conocido como DVS-BCB. Pulsos de luz leén desde el láser a través de guías de onda integradas en la superficie del microchip acopladas con los microdiscos.

“El aspecto más importante de esta investigación es que fuimos capaces de demostrar que una memoria óptica requiere muy poca energía”, dice Morthier. “Circuitos ópticos ha sido culpados de utilizar mucho más energía que sus equivalentes electrónicos”.

Pero la energía no era el único problema que tuvieron que superar.  Investigadores de “Láser Microdisk” han encontrado que es difícil obligar a la luz a dirigirse hacia la derecha a la izquierda. El problema es causado por la dispersión de luz fuera de las imperfecciones en el interior de las paredes de la cavidad. “Usted consigue una reproducción clara en uno u otro sentido sólo si las paredes son lisas,” dice Morthier. Encontrar una manera de hacer las paredes laterales lisas era una tarea difícil. “Nos tomó cinco años para obtener el láser para actuar como flip-flops”, dice el miembro del equipo de Dries Van Thourhout de la Universidad de Gante.

El microdiscos funcionan tan bien que podrían ser unidos entre sí para formar un registro similar al de transistores basados en los registros, según el cual cada láser invierte la siguiente, explica Van Thourhout.

Govind Agrawal, un físico de la Universidad de Rochester, estado de Nueva York, cree que la integración con éxito de un láser de InP en un chip de silicio es un avance importante en sí mismo. Sin embargo, la capacidad de cambiar el flip-flop con un femtojoule de energía es igual de importante.

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