Eletrônica

Optoeletrônica sem vidro pode ir parar dentro dos computadores

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/12/2017

Esquema de funcionamento do modulador optoeletrônico feito de metal. Os dados eletrônicos entram pela esquerda e os dados ópticos correspondendentes saem pela direita.

[Imagem: Masafumi Ayata et al. - 10.1126/science.aan5953]

Optoeletrônica sobre metal

Pesquisadores do Instituto ETH de Zurique, na Suíça, desenvolveram o primeiro componente optoeletrônico - que conecta sinais de luz a sinais eletrônicos -, que funciona sem nenhum elemento de vidro. Ele é todo feito de metal.

O componente, tecnicamente um modulador, converte os sinais eletrônicos manipulados pelos processadores e demais chips, em sinais ópticos, para serem transmitidos por fibra óptica.

Sem o vidro - sem lentes e sem espelhos -, o componente é menor e mais rápido do que os moduladores atuais, e muito mais fácil e mais barato de se fabricar.

Até recentemente, os cientistas diziam que os componentes ópticos para a microeletrônica precisavam ser feitos de vidro porque, nos metais, os dados ópticos podem propagar-se apenas por aproximadamente 100 micrômetros.

Masafumi Ayata pensou fora da caixa e constatou que eles não precisam propagar nem por essa distância se o serviço puder ser feito em um espaço menor. Ele então miniaturizou o componente, que mede apenas 3 x 36 micrômetros, logo, dentro da faixa de tamanho em que tanto a informação óptica como a elétrica podem se propagar nos metais.

Experimento de troca de dados em alta velocidade usando o novo componente.

[Imagem: Masafumi Ayata et al. - 10.1126/science.aan5953]

Modulador optoeletrônico

O componente é um modulador: os moduladores convertem os sinais de dados elétricos em sinais ópticos. Eles estão presentes em todos os roteadores da internet e permitem as conexões de fibra óptica com os computadores nos centros de dados.

No entanto, o novo componente funciona de forma diferente.

Quando a luz de uma fibra óptica chega no modulador metálico, essa luz faz com que os elétrons em sua superfície oscilem - essa oscilação é conhecida como plásmon de superfície. Essa oscilação pode ser alterada indiretamente pelos pulsos que constituem os dados eletrônicos. Quando a oscilação é convertida de volta em luz, a informação elétrica fica codificada no sinal óptico. Isso significa que a informação é convertida de elétrica em óptica, podendo então ser transmitida por fibra óptica.

Como ficou muito pequeno, além das redes de dados, o novo componente poderá ser usado dentro dos computadores, permitindo substituir os fios que conectam os diversos chips na placa de circuito impresso por fibras ópticas.

Em última instância, também é concebível que os moduladores possam ser usados em telas e monitores - incluindo os dobráveis - e sensores ópticos, como os usados nos sistemas LIDAR dos carros autônomos - uma espécie de radar de luz -, para medição de distância.

Bibliografia:



Artigo: High-speed plasmonic modulator in a single metal layer

Autores: Masafumi Ayata, Yuriy Fedoryshyn, Wolfgang Heni, Benedikt Baeuerle, Arne Josten, Marco Zahner, Ueli Koch, Yannick Salamin, Claudia Hoessbacher, Christian Haffner, Delwin L. Elder, Larry R. Dalton, Juerg Leuthold

Revista: Science

Vol.: 358, Issue 6363, pp. 630-632

DOI: 10.1126/science.aan5953



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