Control totalmente óptico de la luz en un chip de silicio

Área de la Ciencia:

• Fotónica y Ingeniería Óptica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La óptica integrada es una óptica integrada.

Sus antecedentes:

• Los circuitos fotónicos tienen como objetivo controlar el flujo de luz para la comunicación óptica, siendo el silicio una plataforma deseable.
• Las estructuras fotónicas de silicio existentes carecen de capacidades de modulación dinámica.
• Lograr una conmutación totalmente óptica en silicio es difícil debido a sus débiles propiedades ópticas no lineales, que requieren altas potencias y grandes estructuras no planas.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar experimentalmente una rápida conmutación totalmente óptica en silicio.
• Para superar las limitaciones de los métodos anteriores de conmutación óptica basados en silicio.
• Para permitir una integración efectiva en el chip de la modulación óptica.

Principales métodos:

• Utilizó estructuras altamente limitantes de luz para mejorar la sensibilidad a la luz a los cambios en el índice de refracción.
• Empleó pulsos de luz de baja energía para la modulación.
• Demostración experimental del rendimiento de conmutación óptica.

Principales resultados:

• Se logra hasta un 94% de modulación de la transmisión de la luz.
• Velocidades de conmutación demostradas de menos de 500 picosegundos.
• Se requieren energías de pulso bajas tan bajas como 25 picojoules.

Conclusiones:

• Se demostró con éxito la conmutación rápida totalmente óptica en silicio utilizando estructuras resonantes.
• Las estructuras desarrolladas mejoran el confinamiento de la luz, lo que permite una modulación óptica eficiente.
• Este trabajo allana el camino para componentes prácticos de comunicación óptica en chip basados en silicio.