Pesquisadores de fotônica do National Physical Laboratory (NPL) alcançaram o extraordinário ao criar um diodo que consiste em luz que pode ser usada, pela primeira vez, em circuitos fotônicos miniaturizados, como publicado em Optica .

O Dr. Pascal Del'Haye e sua equipe no NPL criaram uma versão óptica de um diodo que transmite luz em apenas uma direção, e pode ser integrado em circuitos microfotônicos. Essa integração em pequena escala tem sido um grande desafio na fotônica porque os diodos ópticos existentes exigem ímãs volumosos.

O trabalho inovador da NPL superou a limitação de diodos baseados em ímãs volumosos, usando luz armazenada em minúsculos anéis de vidro à base de chip para formar um diodo.

Os diodos são bem conhecidos em circuitos eletrônicos. Eles transmitem corrente elétrica em uma direção, mas bloqueiam a corrente na direção inversa. Os diodos são componentes essenciais de quase todos os circuitos eletrônicos e são usados, por exemplo, em carregadores de bateria.

A nova técnica foi criada enviando muita luz para um microrressonador - um anel de vidro em um chip de silício, mais ou menos a largura de um cabelo humano - e aproveitar a potência óptica circulante para gerar o efeito de diodo.

Dr. Jonathan Silver, Cientista de Pesquisa Superior do NPL, explica:"Para criar os diodos ópticos, usamos microrings que podem armazenar quantidades extremamente grandes de luz. Isso significa que, embora estivéssemos enviando apenas pequenas quantidades de luz para esses anéis de vidro, a potência circulante era comparável à luz gerada pelos holofotes em um estádio de futebol inteiro - mas confinada em um dispositivo menor do que um fio de cabelo humano. As intensidades de luz permitem a formação de um diodo por meio de uma interação luz-luz chamada efeito Kerr. "

Em seus experimentos, eles mostraram que o campo eletromagnético da luz circulante no sentido horário nesses anéis de vidro bloqueia efetivamente qualquer luz circulante no sentido anti-horário.

Pascal Del'Haye, O principal cientista pesquisador do projeto enfatiza:"Esses diodos irão, pela primeira vez, abre a porta para diodos ópticos baratos e eficientes em chips microfotônicos, e abrirá o caminho para novos tipos de circuitos fotônicos integrados que podem ser usados ​​para computação óptica.

"Eles também podem ter um impacto significativo nos futuros sistemas de telecomunicações ópticas, para um uso mais eficiente das redes de telecomunicações. "

Leonardo Del Bino, Aluno de Doutorado no projeto, disse:"Uma propriedade notável deste novo diodo é que o desempenho melhora se o campo de luz de propagação direta for aumentado. Isso é muito importante, por exemplo, ao usar o diodo para proteger os diodos do laser integrado no chip contra reflexos posteriores. "

Além do uso de diodos ópticos, A pesquisa do NPL sobre a interação de luz de contrapropagação pode permitir novos tipos de sensores de rotação óptica e memórias ópticas.