es.wedoany.com Noticia: Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han demostrado una tecnología de interconexión óptica criogénica de alta velocidad basada en láseres de cavidad vertical de emisión superficial (VCSEL), que admite velocidades de datos de hasta 138 Gbps por canal, al tiempo que reduce la fuga térmica y el consumo de energía de los arreglos de plano focal infrarrojo (FPA). Los resultados, publicados en IEEE Photonics Technology Letters, abordan un desafío clave en los sistemas de imágenes criogénicas de próxima generación: las interconexiones de cobre tradicionales introducen calor no deseado en los detectores sensibles.

Los FPA criogénicos modernos continúan mejorando en resolución, sensibilidad y velocidad de imagen, lo que eleva la tasa total de datos por encima de 100 Gbps. Las interconexiones eléctricas tradicionales requieren numerosas conexiones de cobre que conducen calor hacia los componentes del sensor criogénico, aumentando el ruido del detector y las necesidades de enfriamiento. El equipo de investigación evaluó enlaces ópticos VCSEL que operan a temperaturas de 77 kelvin (-196 °C) a 120 kelvin (-153 °C), demostrando un ancho de banda de modulación superior a 50 GHz con corrientes de polarización inferiores a 4 mA. Estos dispositivos transmitieron con éxito señales PAM-4 de 112 Gbps y ampliaron la velocidad por canal a 138 Gbps, con valores TDECQ de 3,42 dB a 77 K y 4,15 dB a 120 K, ambos dentro de las especificaciones aplicables de la norma IEEE para comunicaciones multimodo de fibra óptica de corta distancia.

Los investigadores también estimaron la eficiencia energética, aproximadamente 68 femtojulios/bit a 77 K y 60 femtojulios/bit a 120 K, lo que indica que los enlaces VCSEL criogénicos pueden satisfacer los requisitos de ancho de banda de los sistemas avanzados de imágenes infrarrojas, al tiempo que reducen la carga térmica y el consumo de energía. Este estudio sugiere que las interconexiones ópticas podrían convertirse en una alternativa práctica a las interconexiones de cobre para sensores criogénicos futuros destinados a aplicaciones de defensa, instrumentación científica, astronomía y otras imágenes de alto rendimiento.

«Estos resultados indican que los enlaces ópticos VCSEL criogénicos pueden ser una solución prometedora y rentable para satisfacer las necesidades de comunicación de datos de alta velocidad de los FPA», afirmó Liu.