¿Sabías que… un dispositivo emite luz cuántica compatible con la fibra óptica?

Investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV), la Universitat de València (UV), la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche y el Consejo Nacional de Investigación italiano han desarrollado un nuevo dispositivo experimental que genera emisión de luz cuántica compatible con las comunicaciones por fibra óptica.

El trabajo, publicado en la revista Scientific Reports, se presenta como una alternativa tecnológica para el desarrollo de las tecnologías cuánticas de la información, informa Ruvid (la Red de Universidades Valencianas para la Investigación, el Desarrollo y la Innovación) en una nota.

Es el resultado de un proyecto de colaboración entre equipos de investigación en ingeniería de telecomunicaciones y nanotecnología, liderados por Juan P. Martínez Pastor (Universitat de València), Salvador Sales Maicas y Guillermo Muñoz Matutano (Universitat Politècnica de València), Carlos Rodríguez Fernández Pousa (Universidad Miguel Hernández de Elche) y Luca Seravalli (Universidad de Parma–Consejo nacional de Investigación italiano). Las tres universidades valencianas participan en el ecosistema de innovación Global ImasT, del grupo eGauss, que en noviembre celebrará su evento anual.

En la investigación también han trabajado David Barrera, del grupo de Sales perteneciente al ITEAM de la Universidad Politécnica de Valencia, con el desarrollo y fabricación de los dispositivos de filtrado de luz por fibra óptica, así como la investigadora de la Universitat de València Raquel Chuliá, que ha colaborado como apoyo en la caracterización experimental.

El equipo de investigación destaca la contribución de los doctores José Benito Alén, Josep Canet Ferrer, David Rivas y Amelia L. Ricchiuti, así como del estudiante Héctor Masià, en el desarrollo de estas tecnologías en la investigación del laboratorio LEON de la Universitat de València.

El equipo ha conseguido diseñar y fabricar dispositivos integrados en fibra que permiten filtrar la luz emitida por puntos cuánticos (QDs), con una eficiencia más de 10 veces mayor que la típica. Este aumento en la eficiencia de filtrado ha permitido trabajar con detectores de infrarrojo cercano más simples y de menor coste.

Este tipo de filtros en fibra óptica se usa en muchos campos de la ingeniería e investigación de tecnología fotónica aplicados a la monitorización de procesos y estructuras industriales. Sin embargo, en el trabajo publicado, el dispositivo de fibra se ha incluido en un experimento de física fundamental, con el objetivo de mejorar las condiciones de detección de fotones.

La selección de los fotones a través de fibra óptica abre la puerta a dispositivos futuros más compactos y versátiles, donde el propio agente transmisor de la luz (la fibra óptica) pueda ser el elemento principal en el momento de manipular la información entre fotones. El desarrollo de este tipo de dispositivos es de especial relevancia para la implementación de nuevas propuestas de tecnologías cuánticas de la información.

Puntos cuánticos

Los puntos cuánticos informalmente se etiquetan como “átomos artificiales”. El pequeño tamaño de estas nanoestructuras (del orden de los nanómetros = 10-9 m), afecta directamente a sus propiedades electrónicas y ópticas, haciéndolas muy semejantes a las de los propios átomos. Sin embargo, los QDs incorporan todas las ventajas de la tecnología de semiconductores, pudiendo ser incorporados como base para multitud de dispositivos optoelectrónicos, como LEDs y láseres de bajo consumo. Cuando los QDs se estudian de forma aislada, analizando la emisión óptica de uno solo de ellos, la mayoría de las aplicaciones se focalizan en el desarrollo de comunicaciones cuánticas.

El trabajo publicado en la revista del grupo Nature destaca que una de las claves para el desarrollo de estas tecnologías cuánticas es acercar la investigación básica a los requisitos tecnológicos e industriales. Como explican en su artículo los autores, para que esta tecnología basada en la emisión de luz cuántica por QDs sea compatible con las actuales demandas tecnológicas, es de vital importancia hacer que su emisión óptica abarque las zonas de interés en las telecomunicaciones por fibra óptica (las dos ventanas infrarrojas centradas en 1.300 y 1.550 nanómetros).

noviembre 15, 2019