Nature Photonics, publicació editada pel grup Nature, recull en l’últim número un article d’investigadors de la
Universitat Politècnica de València sobre els avanços més significatius a escala mundial que, dins del camp de
les tècniques d’alentiment de la llum aplicades a la fotònica de microones, obrin la porta a la integració i la
comercialització de múltiples funcionalitats dins de xips òptics en un termini breu i mitjà.
L’article, escrit per José Capmany, Ivana Gasulla i Salvador Sales, del Grup de Comunicacions Òptiques i
Quàntiques de l’Institut ITEAM de la UPV, està inclòs en la secció “Technology focus”. Els autors hi resumeixen
el treball desenvolupat els últims anys pels investigadors de la UPV i altres centres d’investigació en el marc
del projecte europeu GOSPEL, que té l’objectiu de “governar” la velocitat de la llum, mitjançant tecnologies
“innovadores i pioneres”.
Segons explica el professor José Capmany, director de l’ITEAM de la UPV, les possibilitats que s’obrin en
l’àmbit de les telecomunicacions si es controla la velocitat de la llum són molt àmplies: “podrem aconseguir
processadors molt versàtils i de gran ample de banda, interconnectar de forma eficient sistemes que empren
fibres òptiques com a mitjà de transmissió i, en general, millorar les prestacions en altres camps d’aplicació,
com ara el desenvolupament de sensors, el processament d’imatges d’alta resolució per a aplicacions
biomèdiques i del sector espacial i la fabricació de peces d’alta precisió”.
En el projecte GOSPEL, els investigadors de l’ITEAM de la UPV estan treballant per a aconseguir un
desfasador eficient i que es puga transferir a la indústria, basat en tècniques d’alentiment de la llum en
semiconductors i en fibres òptiques. Fa aproximadament un any i mig, l’equip del professor José Capmany, en
col·laboració amb la Danmarks Tekniske Universitet, va assolir un rècord mundial dins del camp de les
telecomunicacions quan va desenvolupar el primer desfasador complet integrat amb ample de banda rècord
(50 GHz). Es tractava d’un dispositiu pioner per a retardar el pas i la velocitat de la llum que permetia millorar el
flux de transmissió de la informació, i així evitava la saturació i garantia un funcionament òptim de tot el sistemade comunicació.
A l’agost d’enguany, els investigadors de la UPV van presentar el primer desfasador fotònic de senyals de
radiofreqüència de banda ampla i sintonitzable basat en un únic element. Quins avantatges té?: una fabricació
molt més econòmica i un estalvi del consum energètic de fins a un 80%.
Aplicacions de futur: imatges biomèdiques i comunicacions quàntiques
Segons expliquen els investigadors de l’ITEAM, encara que inicialment el camp de la fotònica de microones es
va centrar en aplicacions molt relacionades amb les telecomunicacions per a aplicacions de defensa, els últims
anys està creixent més cap al sector civil. En particular, una àrea d’activitat que suscita gran interès és la de
les xarxes d’accés sense fils de gran ample de banda (1-2 Gbit/s), en les quals es combina la fibra òptica amb
l’ús de pico- i femtocel·les de cobertura. “Aquestes cel·les empren antenes de molt baix consum de potència,
cosa que afavoreix el desplegament de xarxes de telecomunicació més verdes que les actuals, basades en
macrocel·les. La transmissió d’informació d’alta velocitat a través de pico- i femtocel·les requereix l’ús de la
banda de freqüències mil·limètriques (60-100 GHz) i l’ús imprescindible de fibres òptiques com a mitjà de
transmissió de molt baixes pèrdues fins a l’antena”, explica José Capmany.
Entre les aplicacions emergents en les quals la fotònica de microones tindrà una funció molt important, s’hi
troben els sistemes d’imatge biomèdica que empren ones en la banda dels terahertzs generades òpticament.
“Aquestes ones es poden emprar per a examinar mostres i teixits sense causar el dany que per exemple
originen els raigs X i, d’altra banda, són capaces de desentranyar una informació més sofisticada sobre els
processos que involucren molècules, radicals i ions”, apunta José Capmany.
Un altre camp d’aplicació és la denominada Internet de les coses, on una xarxa de caràcter global connecta
objectes físics amb objectes virtuals a partir de la combinació de tècniques de captura de dades i xarxes de
comunicacions. Un exemple en poden ser les xarxes de sensors d’identificació per ràdio (RFID).
De cara a un futur, ja a més llarg termini, Capmany destaca les aplicacions de la fotònica de microones en
comunicacions i lògica quàntica, “un camp en què ja s’estan produint avanços molt prometedors”.
Referència:
José Capmany, Ivana Gasulla and Salvador Sales, “Microwave Photonics: Harnessing slow light”, Nature Photonics, 5, 731-733, (2011)
http://www.nature.com/nphoton/journal/v5/n12/full/nphoton.2011.290.html