Nuevos chips perfeccionan tecnologías basadas en la sincronización

Investigadores del NIST prueban un chip para convertir la luz en señales de microondas. En la foto aparece el chip, que es el panel fluorescente que parece dos pequeños discos de vinilo. La caja dorada es el láser semiconductor que emite luz al chip - K. PALUBICKI/NIST

   MADRID, 7 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Nuevos chips compactos que convierten la luz en microondas aportan un avance en la tecnología de sincronización capaz de mejorar el GPS, las telecomunicaciones o los sistemas de detección.

   Desarrollada por el NIST (National Institute of Standards and Technology), esta tecnología reduce algo conocido como fluctuación de sincronización, que son pequeños cambios aleatorios en la sincronización de las señales de microondas.

   De manera similar a cuando un músico intenta mantener un ritmo constante en la música, la sincronización de estas señales a veces puede variar un poco. Los investigadores han reducido estas oscilaciones de tiempo a una muy pequeña fracción de segundo (15 femtosegundos para ser exactos, una gran mejora con respecto a las fuentes de microondas tradicionales), lo que hace que las señales sean mucho más estables y precisas de manera que podrían aumentar la sensibilidad del radar, la precisión de las señales analógicas. convertidores de señal a digital y la claridad de las imágenes astronómicas capturadas por grupos de telescopios.

   Los resultados del equipo fueron publicados en Nature.

   Lo que distingue a esta demostración es el diseño compacto de los componentes que producen estas señales. Por primera vez, los investigadores han tomado lo que alguna vez fue un sistema del tamaño de una mesa y lo han reducido en gran parte a un chip compacto, aproximadamente del mismo tamaño que la tarjeta de memoria de una cámara digital, informa el NIST en un comunicado. Reducir la fluctuación de sincronización a pequeña escala reduce el uso de energía y la hace más utilizable en los dispositivos cotidianos.

   En este momento, varios de los componentes de esta tecnología se encuentran fuera del chip, mientras los investigadores prueban su eficacia. El objetivo final de este proyecto es integrar todas las diferentes partes, como láseres, moduladores, detectores y amplificadores ópticos, en un solo chip.

   Al integrar todos los componentes en un solo chip, el equipo podría reducir tanto el tamaño como el consumo de energía del sistema. Esto significa que podría incorporarse fácilmente a dispositivos pequeños sin requerir mucha energía ni formación especializada.

   "La tecnología actual requiere varios laboratorios y muchos doctorados para generar señales de microondas", dijo Frank Quinlan, científico físico del NIST. "Gran parte de lo que trata esta investigación es cómo utilizamos las ventajas de las señales ópticas al reducir el tamaño de los componentes y hacer que todo sea más accesible".

   Para lograrlo, los investigadores utilizan un láser semiconductor, que actúa como una linterna muy estable. Dirigen la luz del láser a una pequeña caja de espejo llamada cavidad de referencia, que es como una habitación en miniatura donde la luz rebota. Dentro de esta cavidad, algunas frecuencias de luz se adaptan al tamaño de la cavidad para que los picos y valles de las ondas de luz encajen perfectamente entre las paredes.

   Esto hace que la luz acumule potencia en esas frecuencias, que se utiliza para mantener estable la frecuencia del láser. Luego, la luz estable se convierte en microondas utilizando un dispositivo llamado peine de frecuencia, que convierte la luz de alta frecuencia en señales de microondas de tono más bajo. Estas microondas precisas son cruciales para tecnologías como los sistemas de navegación, las redes de comunicación y el radar porque proporcionan sincronización y temporización precisas.

   "El objetivo es hacer que todas estas piezas funcionen juntas de manera efectiva en una única plataforma, lo que reduciría en gran medida la pérdida de señales y eliminaría la necesidad de tecnología adicional", dijo Quinlan. "La primera fase de este proyecto fue demostrar que todas estas piezas individuales funcionan juntas. La segunda fase es juntarlos en el chip".