Tal y como se ha informado hoy en la revista Nature, los investigadores de Intel han podido dividir un haz de luz en dos haces diferentes tras hacerlo pasar a través del silicio, utilizando posteriormente el innovador dispositivo para aplicar al segundo haz una carga eléctrica, provocando un “cambio de fase”. Cuando los dos haces de luz se vuelven a combinar, el cambio de fase provocado en uno de ellos hace que la luz parezca apagarse y encenderse a más de 1GHz (un billón de bits de datos por segundo), 50 veces más rápido de lo que se ha podido obtener hasta ahora con el silicio. Este patrón de encendido y apagado se puede traducir a los unos y ceros necesarios para la transmisión de datos.
"Este descubrimiento representa un importante avance en el desarrollo de dispositivos ópticos capaces de desplazar datos dentro de los ordenadores a la velocidad de la luz,” afirma Patrick Gelsinger, Vicepresidente Senior y Director de Tecnología (CTO) en Intel. "Este tipo de innovación tendrá una gran repercusión en el sector, ya que hará posible la aparición de nuevos dispositivos y aplicaciones. Asimismo, va a ayudar a hacer más rápido el acceso a Internet, desarrollar ordenadores de alto rendimiento mucho más veloces y permitir aplicaciones de banda ancha como pantallas de ultra alta definición y sistemas de reconocimiento de visión”.
Hasta ahora, para la fabricación de dispositivos ópticos comerciales se han utilizado materiales muy caros que precisaban un complicado proceso de fabricación, por lo que su empleo se ha limitado a mercados especializados, como el de las redes de área extendida (WAN) y en telecomunicaciones. La fabricación por parte de Intel de un modulador rápido y óptico a base de silicio con un rendimiento que sobrepasa 1GHz, demuestra la capacidad del silicio estándar como material para proporcionar todas las ventajas de la óptica de alto ancho de banda a una mayor gama de aplicaciones en comunicaciones e informática.
La luz y la electrónica pueden funcionar juntas dentro del silicio
Intel comenzó las investigaciones sobre Fotónica en Silicio a mediados de los años 90, con unas pruebas realizadas en transistores dentro de microprocesadores con sondas ópticas. Aunque el silicio parece opaco a simple vista, es transparente cuando se utiliza luz infrarroja.
“Es como la visión de rayos X de Superman que le permite ver a través de las paredes. Si contáramos con visión infrarroja podríamos ver a través del silicio.,” afirma Mario Paniccia, Director de las Investigaciones sobre Fotónica en Silicio en Intel. “Esta capacidad hace posible encaminar la luz infrarroja a través del silicio y que es la mismo longitud de onda que se usa habitualmente para comunicaciones ópticas. El movimiento de las cargas eléctricas en un transistor cuando se le aplica un voltaje eléctrico pueden ser utilizadas para cambiar el comportamiento de la luz cuando pasa a través de dichas cargas. Esto nos llevó a explorar la manipulación de las propiedades de la luz como, por ejemplo, la fase y la amplitud, para producir dispositivos ópticos basados en silicio.”
El uso de fibras ópticas en los procesadores
El GigaHertzio de los dispositivos experimentales actuales equivale a un billón de bits de información viajando por una única fibra. Los investigadores de Intel piensan que pueden aumentar esta cantidad hasta 10GHz o más. Un único enlace fotónico puede llevar múltiples canales de datos de forma simultánea a la misma velocidad mediante el empleo de luz de diferentes colores, de la misma forma que múltiples emisoras de radio se transmiten a un receptor en el coche o cientos de canales de televisión lo hacen a través de televisión por cable. Además, los cables de fibra óptica son inmunes a las interferencias electromagnéticas y a la diafonía, problemas típicos de las interconexiones tradicionales de cobre a alta velocidad.
“Tenemos en marcha un programa de investigación a largo plazo para explorar cómo podemos aplicar nuestra experiencia en silicio en otras áreas con un reto a largo plazo para desarrollar dispositivos ópticos integrados”, añade Paniccia.
El informe de esta investigación se publicó en la revista Nature, Volumen 42X, 2 de febrero de 2004, y los autores del artículo de Nature titulado “A high-speed silicon optical modulator based on a metal–oxide–semiconductor capacitor” fueron Ansheng Liu, Richard Jones, Ling Liao, Dean Samara-Rubio, Doron Rubin, Oded Cohen, Remus Nicolaescu & Mario Paniccia del Grupo de Tecnología Corporativa de Intel. Si desean una copia del documento y más información sobre las investigaciones de Intel sobre fotónica en silicio pueden visitar la página
www.intel.com/technology/sp
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