Científicos de IBM aprovechan “luz de baja velocidad” para crear
comunicaciones ópticas

Nueva York, 4 de noviembre de 2005

Investigadores de IBM han creado un dispositivo que permitirá usar la luz en lugar de la electricidad para conectar componentes electrónicos. Este dispositivo podría mejorar el rendimiento de los ordenadores y otros sistemas electrónicos. Los científicos han podido disminuir en 300 veces la velocidad natural de la luz mediante un canal de silicio perforado, llamado "guía de onda cristalina fotónica". El diseño único de este dispositivo permite que la velocidad de la luz varíe aplicando, simplemente, un voltaje eléctrico a la onda.

La posibilidad de reducir la velocidad de la luz bajo condiciones de laboratorio ya era conocida por los científicos, pero es la primera vez
que se consigue controlar esa velocidad en un chip de silicio, utilizando silicio estándar y tecnología de fabricación microelectrónica y nanoelectrónica también estándar. El pequeño tamaño del dispositivo, el uso de materiales semiconductores habituales y la habilidad para controlar de forma efectiva la "luz de baja velocidad", puede convertir a esta tecnología en algo útil para la fabricación de circuitos de comunicación ultracompactos que resulten prácticos para su integración en sistemas informáticos.

"Este trabajo es un ejemplo de nuestro compromiso para hacer progresar la ciencia”, afirma T.C. Chen, vicepresidente de ciencia y tecnología de la división de investigación de IBM. "Estamos explorando constantemente nuevas tecnologías que puedan mejorar nuestros sistemas. Creemos que esta investigación aporta valor tanto a nuestros clientes, que confían en nuestros productos para sus negocios, como a sus propios clientes, que son los beneficiarios últimos de los nuevos y mejorados servicios"

Mientras que el rendimiento de los chips ha ido incrementándose a lo largo del tiempo, los sistemas electrónicos no siempre han podido
aprovechar las ventajas técnicas de estos avances. Del mismo modo que en una ciudad una congestión de tráfico puede obstaculizar el comercio limitando el flujo de productos y de materiales, la incapacidad de mover la información rápidamente en los sistemas electrónicos supone uno de los mayores cuellos de botella en el diseño electrónico de hoy día. El trabajo anunciado por IBM podía ayudar a superar este problema. Los científicos han buscado una manera práctica de utilizar la luz para mejorar la comunicación entre los componentes dentro de un ordenador. Pero los componentes para soportar esta red óptica deberán permitir un control estricto sobre la señal de la luz y, al mismo tiempo, deben mantener un tamaño reducido y bajar los costes de fabricación.

El equipo de IBM ha tenido éxito utilizando una guía de cristal fotónico, es decir, una lámina fina de silicio puntuada con líneas regulares de agujeros que dispersan la luz. El patrón y el tamaño de los agujeros dan al material un índice de refracción muy alto (cuanto más alto es elíndice de refracción, más lenta es la luz). Calentando localmente la guía de onda con una corriente eléctrica pequeña se altera el índice de refracción, permitiendo que la velocidad de la luz cambie rápidamente con la aplicación de energía eléctrica.

El área activa del dispositivo de IBM es de tamaño microscópico, lo que abre la posibilidad de circuitos complejos basados en la luz no más grandes que los circuitos actuales. Los procesos de fabricación usados para construir el dispositivo están disponibles en casi cualquier fábrica de semiconductores. Esta tecnología se podría aplicar para crear una variedad de componentes nanofotónicos, tales como líneas de retardo óptico e incluso memorias ópticas. Todas ellas podrían ser útiles para construir sistemas unidos por redes ópticas de comunicaciones.

El informe sobre este trabajo, titulado "Active control of slow light on a chip with photonic cristal waveguides”, por Yurii A. Vlasov, Martin O'Boyle, Hendrik F. Hamann, y Sharee J. McNab del centro de investigación T. J. Watson de IBM (Nueva York), ha sido publicado en la revista“Nature” del día 3 de noviembre de 2005.