Científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de Estados Unidos han desarrollado un nuevo tipo de chip de circuito óptico, del tamaño de una uña, capaz de generar láseres de todos los colores del arcoíris. Este chip procesa la luz de manera similar a como los chips tradicionales procesan los electrones, integrando láseres de múltiples longitudes de onda en un espacio diminuto, creando una especie de "circuito integrado" de luz. Se espera que impulse tecnologías de vanguardia como la inteligencia artificial, la computación cuántica y los relojes atómicos ópticos. El artículo correspondiente se publicó en el nuevo número de la revista Nature.
Actualmente, los láseres de alta calidad, compactos y eficientes suelen emitir solo unas pocas longitudes de onda. Por ejemplo, los láseres semiconductores son excelentes para producir luz infrarroja de 980 nanómetros. Sin embargo, tecnologías como los relojes atómicos ópticos y las computadoras cuánticas necesitan fuentes de luz de múltiples colores, pero los láseres tradicionales que pueden generar estos colores son voluminosos, costosos y consumen enormes cantidades de energía.
El nuevo chip fotónico desarrollado en esta ocasión es como un delicado pastel de mil capas. El equipo partió de una oblea de silicio estándar recubierta con dióxido de silicio (vidrio) y niobato de litio, un material óptico no lineal que puede cambiar el color de la luz que lo atraviesa. Luego, añadieron electrodos metálicos sobre él y, al aplicar un campo eléctrico, lograron convertir un color de luz en otro. El equipo también construyó interfaces entre otros metales y el niobato de litio para lograr la conmutación y regulación rápidas de las señales ópticas dentro del chip, una capacidad clave para el procesamiento de datos y el enrutamiento de alta velocidad. Y el "glaseado" más fascinante de este "pastel" es el segundo material no lineal, el pentóxido de tántalo. Posee una "magia": al absorber un láser de un solo color, puede "escupir" un arcoíris de múltiples colores.
Al apilar tridimensionalmente diferentes materiales, el equipo creó un chip fotónico que permite que la luz fluya eficientemente entre las capas. Cada chip alberga decenas de miles de circuitos fotónicos, y cada circuito puede emitir un color único.
Además de su uso en computadoras cuánticas y relojes ópticos, este chip fotónico también podría construir autopistas de alta velocidad para la transmisión de señales entre chips especializados, haciendo que las herramientas de inteligencia artificial sean más potentes y eficientes.