Nature Photonics, publicación editada por el grupo Nature, recoge en su último número un artículo de
investigadores de la Universitat Politècnica de València sobre los avances más significativos a nivel mundial
que dentro del campo de las técnicas de ralentización de la luz aplicadas a la Fotónica de Microondas abren la
puerta a la integración a corto y medio plazo de múltiples funcionalidades dentro de chips ópticos y su
comercialización.
El artículo, escrito por José Capmany, Ivana Gasulla y Salvador Sales, del Grupo de comunicaciones ópticas y
cuánticas del Instituto ITEAM de la UPV, está incluido en la sección “Technology focus”. En él se resume el
trabajo desarrollado los últimos años por los investigadores de la UPV y otros centros de investigación en el
marco del proyecto europeo GOSPEL, cuyo objetivo es “gobernar” la velocidad de la luz, mediante tecnologías
“innovadoras y pioneras”.
Según explica el profesor José Capmany, director del ITEAM de la UPV, las posibilidades que se abren en el
ámbito de las telecomunicaciones si se controla la velocidad de la luz son muy amplias: “podremos conseguir
procesadores muy versátiles y de gran ancho de banda, interconectar de forma eficiente sistemas que
emplean fibras ópticas como medio de transmisión y, en general, mejorar las prestaciones en otros campos de
aplicación, como el desarrollo de sensores, el procesado de imágenes de alta resolución para aplicaciones
biomédicas y del sector espacial y la fabricación de piezas de alta precisión”.
En el proyecto GOSPEL, los investigadores del ITEAM de la UPV están trabajando para conseguir un
desfasador eficiente y que se pueda transferir a la industria, basado en técnicas de ralentización de la luz en
semiconductores y en fibras ópticas. Hace aproximadamente un año y medio, el equipo del profesor José
Capmany, en colaboración con la Technical University of Denmark, logró un récord mundial dentro del campo
de las telecomunicaciones al desarrollar el primer desfasador completo integrado con ancho de banda récord
(50 GHz). Se trataba de un dispositivo pionero para retardar el paso y la velocidad de la luz que permitía
mejorar el flujo de transmisión de la información, evitando la saturación y garantizando un funcionamiento
óptimo de todo el sistema de comunicación.
En agosto de este año, los investigadores de la UPV presentaron el primer desfasador fotónico de señales de
radiofrecuencia de banda ancha y sintonizable basado en un único elemento. ¿Sus ventajas?: una fabricación
mucho más económica y un ahorro del consumo energético de hasta un 80%.
Aplicaciones de futuro: imágenes biomédicas y comunicaciones cuánticas
Según explican los investigadores del ITEAM, aunque inicialmente el campo de la Fotónica de Microondas se
centró en aplicaciones muy relacionadas con las telecomunicaciones para aplicaciones de defensa, los últimos
años está creciendo más hacia el sector civil. En particular, un área de actividad que suscita gran interés es el
de las redes de acceso inalámbricas de gran ancho de banda (1-2 Gbit/s) en las que se combina la fibra óptica
con el empleo de pico y femto-celdas de cobertura. “Estas celdas emplean antenas de muy bajo consumo de
potencia lo que favorece el despliegue de redes de telecomunicación más “verdes” que las actuales basadas
en macroceldas. La transmisión de información de alta velocidad a través de pico y femto-celdas requiere el
empleo de la banda de frecuencias milímétricas (60-100 GHz) y el uso imprescindible de fibras ópticas como
medio de transmisión de muy bajas pérdidas hasta la antena”, explica José Capmany.

Entre las aplicaciones emergentes en las que la Fotónica de Microondas tendrá un papel muy importante se encuentran los sistemas de imagen biomédica que emplean ondas en la banda de los Terahertzios generadas ópticamente. “Estas ondas pueden emplearse para examinar muestras y tejidos sin causar el daño que por ejemplo originan los rayos X y, por otra parte, son capaces de desentrañar una información más sofisticada sobre los procesos que involucran a moléculas, radicales e iones”, apunta José Capmany.

Otro campo de aplicación es la denominada “Internet de las cosas”, donde una red de carácter global conecta objetos físicos con objetos virtuales a partir de la combinación de técnicas de captura de datos y redes de comunicaciones. Un ejemplo de ello pueden ser las redes de sensores de identificación por radio (RFID).

De cara a un futuro ya a más largo plazo, Capmany destaca las aplicaciones de la Fotónica de Microondas en comunicaciones y lógica cuántica, “un campo en el que ya se están produciendo avances muy prometedores”.

Referencia:

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