Un modulador desarrollado por investigadores de ETH Zurich ha roto la marca de terahercios. El componente ultrarrápido transmite eficientemente grandes volúmenes de datos a la red de fibra óptica en un corto espacio de tiempo.
En resumen
- Los moduladores se pueden usar para convertir señales eléctricas en señales ópticas.
- Los investigadores de ETH Zurich han presentado un nuevo récord de velocidad: transmisión de datos con una frecuencia de más de un terahercio.
- El modulador podría usarse en la próxima generación de comunicaciones móviles (6G).
Los moduladores plasmónicos son pequeños componentes que convierten las señales eléctricas en señales ópticas para transportarlas a través de fibras ópticas. Un modulador de este tipo nunca había logrado transmitir datos con una frecuencia de más de un terahercio (más de un billón de oscilaciones por segundo). Ahora, los investigadores del grupo dirigido por Jürg Leuthold, profesor de Fotónica y Comunicaciones en ETH Zurich, han logrado hacer precisamente eso. Los moduladores anteriores solo podían convertir frecuencias de hasta 100 o 200 gigahercios – en otras palabras, frecuencias que son de cinco a diez veces más bajas.
Los moduladores de este tipo podrían usarse donde se transmiten grandes volúmenes de datos, como un puente entre el mundo eléctrico y la transmisión de datos utilizando luz. “Data siempre está inicialmente presente en forma eléctrica y hoy en día, su transmisión siempre involucra fibras ópticas en algún momento,” explica el profesor Leuthold.
La próxima generación de comunicaciones móviles (6G) operará en el rango de terahercios. Su columna vertebral – los cables entre las estaciones base – se basa en la tecnología de fibra óptica. “Nuestro modulador permite que las señales de radio y otras señales eléctricas se conviertan en señales ópticas directamente y, por lo tanto, de manera eficiente,” dice Yannik Horst, quien trabajó en el componente durante su tesis doctoral.
También para medicina y tecnología de medición
Aunque la transferencia de señales de terahercios a la fibra óptica ya es posible desde una perspectiva técnica, es un proceso laborioso y actualmente requiere varios componentes costosos. Los nuevos moduladores pueden convertir las señales directamente, reduciendo el consumo de energía y aumentando la precisión de la medición. Además, actualmente se necesitan diferentes componentes para diferentes rangos de frecuencia. El nuevo modulador se puede utilizar con cualquier frecuencia de 10 megahercios a 1,14 terahercios. “Cubrimos todo el rango de frecuencia con un solo componente. Por lo tanto, es extremadamente versátil en términos de aplicaciones,” dice Horst.
Otras aplicaciones potenciales incluyen la transmisión de datos de fibra óptica dentro y entre centros informáticos de alto rendimiento. Por último, pero no menos importante, los componentes también son de interés para la tecnología de medición de alto rendimiento, incluidas las técnicas de imagen en medicina, los métodos espectroscópicos para el análisis de materiales, los escáneres de equipaje en los aeropuertos o la tecnología de radar. Algunos dispositivos de este tipo ya funcionan en el rango de terahercios hoy en día.
El nuevo modulador es una pequeña nanoestructura compuesta de varios materiales, incluido el oro, y hace uso de la interacción entre la luz y los electrones libres dentro del oro. La tecnología se desarrolló en ETH Zurich y el dispositivo fue fabricado por Polariton Technologies, un spin-off de ETH que surgió del grupo Leutholdods. En la actualidad, la compañía está trabajando para llevar el modulador de terahercios al mercado para que pueda ser ampliamente utilizado en futuras aplicaciones en tecnología de transmisión y medición de datos.
Referencia
Horst Y, Moor D, Chelladurai D, Blatter T, Fernandes S, Kulmer L, Baumann M, Ibili H, Funck C, Keller K, Destraz M, Heni W, Chérix L, Liu Y, Wang H, Koepfli SM, Leuthold J: Ultra-Wideband MHz to THz Plasmonic EO Modulator. Óptica 2025, 12:325, doi: página externa10.1364/ÓPTICA.544016
ETH Zürich News. F. B. Traducido al español
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