El laboratorio Physics and Informatics (PHI) de NTT Research, en colaboración con las universidades de Cornell y Stanford, ha desarrollado el primer chip fotónico no lineal programable del mundo, capaz de cambiar entre diferentes funciones ópticas en un mismo dispositivo. El trabajo marca un hito en la fotónica integrada, al romper con el modelo tradicional de “un dispositivo, una función”.
Un cambio de paradigma en la fotónica no lineal
Hasta ahora, los dispositivos fotónicos estaban limitados a realizar una única función predefinida durante la fabricación, lo que aumentaba costes y reducía los rendimientos de producción. El nuevo guía de ondas fotónica programable desarrollada por NTT y sus colaboradores utiliza un núcleo de nitruro de silicio cuya no linealidad puede modificarse dinámicamente mediante patrones de luz estructurada.
Cuando se proyecta una luz de programación sobre el chip, esta genera patrones ópticos específicos que determinan la función que ejecutará el dispositivo. En otras palabras, el mismo chip puede comportarse como distintos componentes ópticos, dependiendo del patrón de luz aplicado.
El equipo ha demostrado con éxito modelado de pulsos arbitrario, generación ajustable de segunda armónica, síntesis holográfica de luz estructurada y diseño inverso de funciones ópticas en tiempo real, todo ello con tolerancia a errores de fabricación y variaciones ambientales.
Impacto en computación, comunicaciones y fotónica cuántica
Este avance, publicado en la revista Nature, redefine las posibilidades de la fotónica integrada y abre nuevas aplicaciones en computación óptica, comunicaciones cuánticas y generación de luz ajustable. Según el investigador Ryotatsu Yanagimoto, del PHI Lab, la capacidad de reconfigurar un chip óptico tras su fabricación permitirá diseñar circuitos fotónicos de gran escala y mayor rendimiento, reduciendo costes y consumo energético.
El impacto podría ser especialmente relevante en sectores como:
- Computación cuántica, mediante convertidores de frecuencia programables y fuentes cuánticas de luz tunables.
- Telecomunicaciones 5G y 6G, con fuentes ópticas y moduladores ajustables que optimicen la transmisión de datos.
- Fabricación avanzada y sensórica, gracias a la generación de patrones de luz estructurada precisos para medición o grabado de alta resolución.
Un futuro más flexible y escalable
El laboratorio de NTT Research continuará explorando nuevos materiales y efectos eléctricos para ampliar el rango de no linealidades programables. Aunque los experimentos actuales se centran en funciones ópticas clásicas, los investigadores apuntan a la implementación de funciones cuánticas programables, un paso decisivo hacia una fotónica reconfigurable y escalable.
Con este avance, la fotónica programable deja de ser una teoría y se convierte en una realidad práctica, capaz de transformar desde la computación de alto rendimiento hasta la infraestructura cuántica del futuro.
Vía: TechPowerUp
