Inovação em fotônica: novos guias de onda integrados prometem amplificação óptica ultra-larga e eficiente

Pesquisadores desenvolveram guias de onda não lineares de rib de nitreto de silício (Si3N4) com engenharia de hiperdispersão, alcançando uma largura de banda de amplificação de 330 nanômetros e conversão de comprimento de onda a 100 Gbit/s. Essa inovação é significativa para aplicações em comunicações ópticas e computação, aproveitando as vantagens da não linearidade e da capacidade de engenharia de dispersão.

O fenômeno da mistura de quatro ondas (FWM) é um efeito óptico não linear que possibilita amplificação óptica de baixa ruído e conversão de comprimento de onda. A pesquisa focou em guias de onda integrados, que são candidatos ideais para a realização de FWM de alta eficiência devido à sua pequena área e grande não linearidade. No entanto, abordagens convencionais resultavam em operação multimodal, o que limitava a eficiência.

A nova metodologia proposta permite a fabricação de guias de onda não lineares que operam em modo único e apresentam dispersão anômala, essencial para a operação ultra-broadband. Os resultados mostraram que a amplificação e a conversão de comprimento de onda foram realizadas com eficiência, superando limitações anteriores de guias de onda baseados em silício e vidro, que apresentavam perdas significativas.

Com a implementação de engenharia de hiperdispersão, os pesquisadores conseguiram aumentar a largura de banda de amplificação, permitindo a conversão de dados em um único canal óptico. Essa tecnologia pode revolucionar a forma como as redes de comunicação óptica são projetadas, aumentando a capacidade e a eficiência das transmissões de dados em longas distâncias.