Chips fotônicos

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O poder da luz dentro da nova geração de chips

 




Os microchips evoluíram muito com o tempo. No início havia o problema do atraso do sinal gerado pelos transistores componentes da pastilha. Com a melhoria da tecnologia, esse problema foi superado. A responsabilidade do gargalo no desempenho passou a ser das micro ligações entre os transistores. Isso devido à capacitância e indutância presente neles, com a passagem de corrente elétrica. Agora uma nova tecnologia surge com o propósito de substituir as ligações metálicas por ligações óticas: pequenos guias de ondas óticos.

Uma equipe da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos, desenvolveu uma plataforma completa para a produção deste novo tipo de processadores fotônicos, através do uso metamateriais e utilizando ótica transformacional.

Como a troca de dados ocorre através de fótons, isso reduz em muito a dissipação de calor, o que ocorria anteriormente com as ligações metálicas, possibilitando maior miniaturização e maior rapidez dos novos circuitos.

A ótica transformacional permite que a luz possa se curvar em ângulos bastante agudos, sem perdas. Essa tecnologia foi desenvolvida pela equipe do Dr. Qi Wu.

Sua equipe também desenvolveu a plataforma para a construção dos novos chips por meio da criação de alguns componentes essenciais tais como:

  • colimadores, capazes de dispersar um feixe de luz em vários outros fortemente focalizados.
  • acopladores de guia de onda, que conectam guias de ondas de diferentes dimensões.
  • divisores de óptica transformacional, que dividem a potência de um guia de onda de entrada para dois ou mais de saída.
  • passagens de guia de onda, funcionam como roteadores fotônicos, que conseguem conduzir o feixe luminoso por fendas bastante estreitas, sem perdas ou interferências.
  • curvadores transformacionais, capazes de induzir o feixe luminoso a fazer curvas bastante agudas sem perdas.
A dimensão desses componentes é da ordem de 5 a 10 micrômetros.



Fonte:

Inovação tecnológica

Bibliografia:

Integrated photonic systems based on transformation optics enabled gradient index devices
Qi Wu, Jeremiah P. Turpin, Douglas H. Werner
Light: Science and Applications
Vol.: 1, e38
DOI: 10.1038/lsa.2012.38






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