Los investigadores de ETH Zurich han creado un chip ultrarrápido que se utilizará para convertir señales electrónicas rápidas directamente en señales de luz ultrarrápidas sin pérdida de calidad de la señal. Esta es la primera vez que los elementos electrónicos y de luz se combinan en el mismo chip. El experimento se realizó en colaboración con socios en Alemania, Estados Unidos, Israel y Grecia. Este es el trampolín en términos técnicos, ya que actualmente estos elementos deben fabricarse en chips separados y luego conectarse con cables.
Cuando las señales electrónicas se convierten en señales de luz usando chips separados, la calidad de la señal disminuye y la velocidad de transmisión de datos usando la luz también se ve obstaculizada. Sin embargo, este no es el caso del nuevo chip plasmónico que viene con un modulador, un componente en el chip que genera luz de una determinada intensidad al convertir las señales eléctricas en ondas de luz. El pequeño tamaño del modulador asegura que no haya pérdida de calidad e intensidad en el proceso de conversión y luz, sino que los datos se transmitan rápidamente. La combinación de electrónica y plasmónicos en un solo chip hace posible la amplificación de señales de luz y asegura una transmisión de datos más rápida.
Los componentes electrónicos y fotónicos se colocan firmemente uno encima del otro, como dos capas, y se colocan directamente en el chip usando "vías en el chip" para hacerlo lo más compacto posible. Esta superposición de la electrónica y la fotónica acorta las rutas de transmisión y reduce las pérdidas en términos de calidad de la señal. Este enfoque se denomina acertadamente "cointegración monolítica", ya que la electrónica y la fotónica se implementan en un solo sustrato. La capa fotónica del chip contiene un modulador de intensidad plasmónica que ayuda a convertir señales eléctricas en ópticas aún más rápidas debido a las estructuras metálicas que canalizan la luz para alcanzar velocidades más altas.
Las cuatro señales de entrada de menor velocidad se agrupan y amplifican para formar una señal eléctrica de alta velocidad que luego se convierte en una señal óptica de alta velocidad. Este proceso se conoce como “multiplexación 4: 1” que por primera vez ha realizado la transmisión de datos en un chip monolítico a una velocidad de más de 100 gigabits por segundoposible. La alta velocidad se logró combinando plasmónicos con electrónica CMOS clásica y tecnología BiCMOS aún más rápida. Además, también se utilizó nuevo material electroóptico estable a la temperatura de la Universidad de Washington y los conocimientos de los proyectos de Horizonte 2020 PLASMOfab y plaCMOS. Los investigadores están convencidos de que este chip ultrarrápido allanará rápidamente el camino para la transmisión rápida de datos en las redes de comunicación óptica del futuro.