Madrid, 22 de febrero de 2005 – Investigadores de Intel han creado el primer rayo láser continuo usando para ello procesos de fabricación estándares de silicio, una tecnología que permite la fabricación de dispositivos ópticos y láser de gran calidad y bajo coste para su uso general en medicina, informática y comunicaciones.
Tal y como muestra un artículo publicado hoy en la revista Nature, los investigadores de Intel han descubierto una nueva forma de utilizar el denominado "Efecto Raman " y la estructura cristalina del silicio para amplificar la luz cuando pasa por este elemento. Este chip, en fase de prueba, produce un láser constante y de gran calidad cuando se le inyecta luz proveniente de una fuente externa. Aunque aún se requiere más tiempo para llegar a desarrollar productos comercializables en el mercado, la capacidad para crear un láser a partir de componentes estándar de silicio tendría un gran potencial para la creación de dispositivos ópticos económicos que puedan transportar datos dentro y entre varios ordenadores a velocidad de la luz, lo que permitiría el desarrollo de nuevas aplicaciones dentro del campo de la informática de gran velocidad.
"Hemos mostrado por vez primera el empleo de silicio estándar para el desarrollo de dispositivos que pueden amplificar la luz," ha afirmado el Dr. Mario Paniccia, director del Laboratorio Técnico para Fotónica en Intel. "El empleo de dispositivos fotónicos de gran calidad se ha visto limitado debido a su alto precio y el laborioso proceso de fabricación, montaje y encapsulado. Este estudio representa un gran avance para ofrecer al mercado los beneficios de dispositivos ópticos, asequibles y de gran ancho de banda, basados en silicio."
En estos momentos, todos los ordenadores cuentan con una toma de corriente para suministrar electricidad a procesadores, discos duros y equipos periféricos. Pero en el futuro, los PCs podrían contar con corriente para alimentar pequeños láseres, amplificadores e interconexiones ópticas para transmitir terabytes de datos en ordenadores y redes. Además de esto, existen longitudes de ondas de luz especiales que son las más apropiadas para interactuar con el tejido humano. Así, un determinado tipo de onda de luz de láser es la mejor para las encías, y otra es la mejor para las cavidades de los dientes. Actualmente, estos láseres cuestan miles de dólares, por lo que su uso es muy limitado. El empleo de la tecnología innovadora desarrollada por Intel podría producir la creación de dispositivos-láser más económicos para su uso en medicina, eso haría las visitas al dentista más fáciles y menos dolorosas para los pacientes.Información Técnica
La creación de un láser Raman basado en silicio comienza con el trazado de un guiaondas - un conducto para llevar luz sobre un chip. El silicio es transparente a la luz infrarroja por lo que, cuando la luz se transmite por un guiaondas, ésta puede ser recogida y canalizada a través de un chip. Al igual que con el primer láser desarrollado en el año 1960, los científicos de Intel utilizaron una fuente externa de luz para "lanzar" luz a sus chips. A medida que se lanza esta luz, las vibraciones atómicas naturales del silicio amplifican la luz cuando atraviesa el chip. Esta amplificación – el efecto Raman- es 10.000 veces mayor en el silicio que en la fibra de vidrio. El láser Raman y los amplificadores se utilizan hoy en el sector de las telecomunicaciones y utilizan grandes cantidades de fibra para amplificar la luz. El empleo del silicio ha permitido a los investigadores de Intel desarrollar una tecnología innovadora con un chip de silicio de tan sólo unos centímetros de tamaño.
Se entiende por láser cualquier dispositivo que emite un haz de luz de gran intensidad y coherencia (en donde todos los fotones tienen la misma onda de luz, fase y dirección). Recubriendo la superficie del chip con una fina capa reflectora, parecida a la que se utiliza en las gafas de sol de alta calidad, el equipo de investigadores de Intel ha podido recoger y amplificar la luz que rebota desde el interior del chip. A medida que se aumentaba la energía inyectada, se obtenía un umbral para que del chip saliera un haz de luz instantáneo y muy preciso (en otras palabras, un láser).
Una gran innovación
En un primer momento, los científicos descubrieron que el aumento de la potencia en el lanzamiento de la luz por encima de un cierto punto no aumentaba la amplificación e incluso podía disminuirla. Este hecho se puede explicar por un proceso técnico llamado "Absorción de Dos Fotones," que tiene lugar cuando dos fotones del haz de luz lanzado impactan al mismo tiempo sobre un átomo y logran desprender un electrón. Estos electrones en exceso aumentan con el tiempo y se almacenan en el guiaonda hasta que absorben tanta luz que detienen el proceso de amplificación.
La solución innovadora de Intel consiste en integrar una estructura de semiconductores, llamada en nombre técnico un dispositivo PIN (P-type - Intrinsic - N-type) dentro de un guiaonda. Cuando se aplica voltaje al PIN, éste funciona como una aspiradora y elimina la mayoría de electrones en exceso que se encuentran en la ruta por la que se transmite la luz. El dispositivo PIN junto con el efecto Raman produce un haz láser continuo.
Combinación de la luz y del silicio
Las investigaciones en Fotónica sobre silicio realizadas por Intel comenzaron como una forma de aplicación de la experiencia de la compañía con el silicio para el desarrollo de dispositivos ópticos integrados que pueden incorporarse a una gran variedad de productos creados por Intel. El equipo encargado de las investigaciones en fotónica sobre silicio han conseguido varias innovaciones, comenzando en el año 2004 con la creación del primer modulador óptico basado en silicio para codificar datos a 1GHz, lo que representa un aumento superior a 50 veces la máxima cantidad obtenida hasta la fecha de 20MHz.
"Contamos con una amplia variedad de programas a largo plazo creados para aplicar nuestra gran experiencia con el silicio y mejorar la vida de las personas que utilicen los dispositivos desarrollados con nuestra tecnología," ha manifestado Kevin Kahn, director del Laboratorio de Tecnologías para Comunicaciones en Intel. "Por ejemplo, en estos momentos, estamos desarrollando unas redes inalámbricas de sensores que se pueden utilizar para detectar fallos en equipos de fábricas e incluso en barcos que se encuentren navegando por el mar, pudiendo detectar estos problemas antes de que se produzcan. También se pueden utilizar para mejorar los servicios sanitarios que se ofrecen a personas de edad avanzada. Con el programa para Fotónica sobre Silicio, nuestro objetivo es emplear nuestras técnicas de fabricación para la producción en grandes cantidades de dispositivos ópticos de bajo coste que puedan llevar los beneficios de la fotónica con gran ancho de banda a los sectores de la informática y comunicaciones."
Tal y como muestra un artículo publicado hoy en la revista Nature, los investigadores de Intel han descubierto una nueva forma de utilizar el denominado "Efecto Raman " y la estructura cristalina del silicio para amplificar la luz cuando pasa por este elemento. Este chip, en fase de prueba, produce un láser constante y de gran calidad cuando se le inyecta luz proveniente de una fuente externa. Aunque aún se requiere más tiempo para llegar a desarrollar productos comercializables en el mercado, la capacidad para crear un láser a partir de componentes estándar de silicio tendría un gran potencial para la creación de dispositivos ópticos económicos que puedan transportar datos dentro y entre varios ordenadores a velocidad de la luz, lo que permitiría el desarrollo de nuevas aplicaciones dentro del campo de la informática de gran velocidad.
"Hemos mostrado por vez primera el empleo de silicio estándar para el desarrollo de dispositivos que pueden amplificar la luz," ha afirmado el Dr. Mario Paniccia, director del Laboratorio Técnico para Fotónica en Intel. "El empleo de dispositivos fotónicos de gran calidad se ha visto limitado debido a su alto precio y el laborioso proceso de fabricación, montaje y encapsulado. Este estudio representa un gran avance para ofrecer al mercado los beneficios de dispositivos ópticos, asequibles y de gran ancho de banda, basados en silicio."
En estos momentos, todos los ordenadores cuentan con una toma de corriente para suministrar electricidad a procesadores, discos duros y equipos periféricos. Pero en el futuro, los PCs podrían contar con corriente para alimentar pequeños láseres, amplificadores e interconexiones ópticas para transmitir terabytes de datos en ordenadores y redes. Además de esto, existen longitudes de ondas de luz especiales que son las más apropiadas para interactuar con el tejido humano. Así, un determinado tipo de onda de luz de láser es la mejor para las encías, y otra es la mejor para las cavidades de los dientes. Actualmente, estos láseres cuestan miles de dólares, por lo que su uso es muy limitado. El empleo de la tecnología innovadora desarrollada por Intel podría producir la creación de dispositivos-láser más económicos para su uso en medicina, eso haría las visitas al dentista más fáciles y menos dolorosas para los pacientes.Información Técnica
La creación de un láser Raman basado en silicio comienza con el trazado de un guiaondas - un conducto para llevar luz sobre un chip. El silicio es transparente a la luz infrarroja por lo que, cuando la luz se transmite por un guiaondas, ésta puede ser recogida y canalizada a través de un chip. Al igual que con el primer láser desarrollado en el año 1960, los científicos de Intel utilizaron una fuente externa de luz para "lanzar" luz a sus chips. A medida que se lanza esta luz, las vibraciones atómicas naturales del silicio amplifican la luz cuando atraviesa el chip. Esta amplificación – el efecto Raman- es 10.000 veces mayor en el silicio que en la fibra de vidrio. El láser Raman y los amplificadores se utilizan hoy en el sector de las telecomunicaciones y utilizan grandes cantidades de fibra para amplificar la luz. El empleo del silicio ha permitido a los investigadores de Intel desarrollar una tecnología innovadora con un chip de silicio de tan sólo unos centímetros de tamaño.
Se entiende por láser cualquier dispositivo que emite un haz de luz de gran intensidad y coherencia (en donde todos los fotones tienen la misma onda de luz, fase y dirección). Recubriendo la superficie del chip con una fina capa reflectora, parecida a la que se utiliza en las gafas de sol de alta calidad, el equipo de investigadores de Intel ha podido recoger y amplificar la luz que rebota desde el interior del chip. A medida que se aumentaba la energía inyectada, se obtenía un umbral para que del chip saliera un haz de luz instantáneo y muy preciso (en otras palabras, un láser).
Una gran innovación
En un primer momento, los científicos descubrieron que el aumento de la potencia en el lanzamiento de la luz por encima de un cierto punto no aumentaba la amplificación e incluso podía disminuirla. Este hecho se puede explicar por un proceso técnico llamado "Absorción de Dos Fotones," que tiene lugar cuando dos fotones del haz de luz lanzado impactan al mismo tiempo sobre un átomo y logran desprender un electrón. Estos electrones en exceso aumentan con el tiempo y se almacenan en el guiaonda hasta que absorben tanta luz que detienen el proceso de amplificación.
La solución innovadora de Intel consiste en integrar una estructura de semiconductores, llamada en nombre técnico un dispositivo PIN (P-type - Intrinsic - N-type) dentro de un guiaonda. Cuando se aplica voltaje al PIN, éste funciona como una aspiradora y elimina la mayoría de electrones en exceso que se encuentran en la ruta por la que se transmite la luz. El dispositivo PIN junto con el efecto Raman produce un haz láser continuo.
Combinación de la luz y del silicio
Las investigaciones en Fotónica sobre silicio realizadas por Intel comenzaron como una forma de aplicación de la experiencia de la compañía con el silicio para el desarrollo de dispositivos ópticos integrados que pueden incorporarse a una gran variedad de productos creados por Intel. El equipo encargado de las investigaciones en fotónica sobre silicio han conseguido varias innovaciones, comenzando en el año 2004 con la creación del primer modulador óptico basado en silicio para codificar datos a 1GHz, lo que representa un aumento superior a 50 veces la máxima cantidad obtenida hasta la fecha de 20MHz.
"Contamos con una amplia variedad de programas a largo plazo creados para aplicar nuestra gran experiencia con el silicio y mejorar la vida de las personas que utilicen los dispositivos desarrollados con nuestra tecnología," ha manifestado Kevin Kahn, director del Laboratorio de Tecnologías para Comunicaciones en Intel. "Por ejemplo, en estos momentos, estamos desarrollando unas redes inalámbricas de sensores que se pueden utilizar para detectar fallos en equipos de fábricas e incluso en barcos que se encuentren navegando por el mar, pudiendo detectar estos problemas antes de que se produzcan. También se pueden utilizar para mejorar los servicios sanitarios que se ofrecen a personas de edad avanzada. Con el programa para Fotónica sobre Silicio, nuestro objetivo es emplear nuestras técnicas de fabricación para la producción en grandes cantidades de dispositivos ópticos de bajo coste que puedan llevar los beneficios de la fotónica con gran ancho de banda a los sectores de la informática y comunicaciones."
Nombre: Jhusep F. Vásquez M.
Electronica del estado solido
Seccion: 2
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