MADRID, 7 de marzo (EUROPA Press) – Los nuevos chips compactos que convierten la luz en microondas representan un avance tecnológico en el tiempo, mejorando potencialmente los sistemas de GPS, telecomunicaciones o detección. Desarrollada por el NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tecnología), esta tecnología reduce la llamada fluctuación de sincronización, que son pequeños cambios aleatorios en la sincronización de las señales de microondas. Así como un músico intenta mantener un ritmo constante en su música, la sincronización de estas señales a veces puede variar ligeramente.
Los investigadores han reducido estas fluctuaciones de tiempo a una pequeña fracción de segundo (15 femtosegundos para ser exactos, una gran mejora con respecto a las fuentes de microondas tradicionales), haciendo que la señal sea estable y mucho más precisa para aumentar la sensibilidad del radar y la precisión de la señal analógica. convertidores de señal a digital y la claridad de las imágenes astronómicas capturadas por grupos de telescopios. Los resultados del equipo fueron publicados en la revista Nature.
Lo que distingue a esta demostración es el diseño compacto de los componentes que generan estas señales. Por primera vez, los investigadores tomaron lo que alguna vez fue un sistema del tamaño de un escritorio y lo redujeron en gran medida a un chip compacto, aproximadamente del tamaño de la tarjeta de memoria de una cámara digital, informó el NIST en un comunicado de prensa. La reducción de las fluctuaciones de tiempo a pequeña escala reduce el consumo de energía y lo hace más útil en los dispositivos cotidianos.
Por ahora, algunos componentes de la tecnología están fuera del chip mientras los investigadores prueban su eficacia. El objetivo final de este proyecto es integrar todos los diferentes componentes, como el láser, el modulador, el detector y el amplificador óptico, en un solo chip. Al integrar todos los componentes en un solo chip, el equipo pudo reducir tanto el tamaño como el consumo de energía del sistema.
Esto significa que se puede integrar fácilmente en dispositivos pequeños sin requerir mucha energía ni capacitación especializada. La tecnología actual requiere múltiples laboratorios y múltiples doctorados para generar señales de microondas, dijo Frank Quinlan, físico del NIST. Gran parte de esta investigación se centra en cómo utilizamos las ventajas de las señales ópticas al reducir el tamaño de los componentes y hacer las cosas más accesibles.
Para lograrlo, los investigadores utilizaron un láser semiconductor, que actúa como una linterna muy estable. Dirigieron la luz láser a una pequeña caja de espejos llamada cámara de referencia, que parece una habitación en miniatura donde la luz se refleja. Dentro de esta cavidad, ciertas frecuencias de luz se adaptan al tamaño de la cavidad para que los picos y valles de las ondas de luz coincidan perfectamente entre las paredes.
Esto hace que la luz acumule energía en estas frecuencias, que se utiliza para mantener estable la frecuencia del láser. Luego, la luz constante se convierte en microondas utilizando un dispositivo llamado peine de frecuencia, que convierte la luz de alta frecuencia en señales de microondas más graves. Estas microondas precisas son importantes para tecnologías como los sistemas de navegación, las redes de comunicaciones y los radares porque proporcionan temporización y sincronización precisas.
Quinlan dice que el objetivo es que todos estos elementos funcionen de manera efectiva en una sola plataforma, lo que reducirá significativamente la pérdida de señal y eliminará la necesidad de tecnología adicional. La primera fase de este proyecto es demostrar que todas estas partes individuales funcionan juntas. La segunda etapa implica su montaje en el chip.
