Optoelectrónica y guías de ondas






Un campo de considerable actividad científica y tecnológica hoy día es el de las guía de ondas ópticas, es decir los dispositivos que trasportan la luz a través de un medio material transparente de manera controlada. Aunque la luz puede ser transportada a lo largo de cualquier cilindro de material transparente, el caso verdaderamente importante se presenta cuando el medio transparente tiene una o dos de sus dimensiones trasversales a la dirección de propagación comparables a la longitud de onda de la luz (aprox. una micra de longitud de onda).

Desde las primeras observaciones experimentales, y más allá del interés académico-científico que presentaban, las guías de ondas ópticas se consideraron potencialmente útiles para transportar información a distancia utilizando la luz como onda portadora. Antes de que esta idea fuera de utilidad práctica, se necesitaba disponer de luz suficientemente monocromática e intensa, así como disminuir varios órdenes de magnitud las pérdidas luminosas a lo largo de distancias de interés práctico (decenas de kilómetros al menos).

El interés moderno en la tecnología de las guías de ondas ópticas para su aplicación a las comunicaciones se inicia en 1960, cuando aparece el primer láser. El haz de luz de intensidad alta y coherencia elevada que produce el láser. Hace posible de la parte visible (y del infrarrojo cercano) del espectro electromagnético como onda portadora para las comunicaciones.

Las frecuencias de esta región del espectro electromagnético (alrededor de 10^14 Hz) superan en cuatro ordenes de magnitud a las disponibles en los mejores sistemas de comunicación por microondas ( alrededor de 10^10 Hz). Como la capacidad de de transportar información aumenta proporcionalmente cocn la frecuencia, el laser ofrece potencialmente un aumento de cuatro ordenes de magnitud e la anchura de la banda disponible.

En el momento de escribir estas páginas, se puede trasmitir información a una velocidad de decenas de gigabits por segundo a distancias a unos 800 Km con errores tipicos de 1 en 10^10 bits. En estas condiciones se podría transferir el texto de una enciclopedia de 30 tomos entre dos ciudades que se encuentren a esa distancia en una décima de segundo, con un error típico de una letra equivocada.

La posibilidad de alcanzar esta enorme capacidad de comuniciación por fibra óptica fue un poderoso estímulo para la investigación y el desarrollo de componentes de dimensiones a las de las fibras. Componentes tales como fuentes láser, detectores de luz, moduladores, deflectores, etc. , del tamanno de la lambda de la luz , aumentan enormemente la fiabilidad de los sistemas, al mismo tiempo que reducen tamaño, peso, potencia requerida y costes para la producción a gran escala. Este esfuerzo de miniaturización es similar al que realiza la microelectrónica, y por esta razón se ha introducido el nombre de se ha introducción el nombre de optoelectrónica integrada, para reflejar los nuevos éxitos que empiezan a obtenerse en la integración de componentes ópticos y electrónicos en un mismo chip. Además, más allá del campo de de las comunicaciones ópticas, sus aplicaciones empiezan a extender rápidamente a otros sistemas, entro los que pueden citarse convertidores analógicos ultrarrápidos, procesadores de señales, sensores de presión o temperatura insensibles al ruido electromagnético o, en el futuro no muy lejano, microprocesadores ópticos , redes neuronales ópticas, etc.

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