Mejoran las comunicaciones ópticas inalámbricas cambiando de longitud de onda

A medida que crece el número de personas que se conectan a Internet, aumenta la amenaza de una "explosión de ancho de banda."

La comunicación óptica por el espacio libre (FSO) es un candidato prometedor para aligerar esa carga. La FSO utiliza la luz visible o infrarroja para transmitir datos de forma inalámbrica a través del aire abierto en lugar de utilizar cables, que tienen un ancho de banda limitado. La nueva tecnología ofrece una alternativa de bajo coste y bajo consumo de energía a los enlaces de datos inalámbricos tradicionales de radiofrecuencia.

"El estado de la técnica actual en las comunicaciones FSO se basa en fuentes y fotodetectores del infrarrojo cercano", dice Manijeh Razeghi, de la Universidad Northwestern (Illinois, EE.UU.), en la información de ésta. "Desafortunadamente, el uso de estas longitudes de onda produce grandes problemas."

A altas potencias, las longitudes de onda del infrarrojo cercano (cercanas a la luz visible) pueden dañar el ojo humano, y están obstaculizadas por la dispersión y la absorción atmosférica. Razeghi, que dirige el Centro de Northwestern para Dispositivos Cuánticos, ha sorteado este problema mediante el uso de radiación infrarroja de longitudes de onda medias, que pueden transmitirse a través de niebla, humo y nubes, sin causar daños.
 

Fotodetector

Razeghi y su equipo han desarrollado un fotodetector de infrarrojos de longitudes de onda medias extremadamente sensible, que tiene potencial para reemplazar los enlaces de comunicaciones FSO del infrarrojo cercano en muchas aplicaciones. Llamado fototransistor, el nuevo dispositivo es una combinación de un transistor electrónico y un fotodiodo optoelectrónico.

El 12 de julio, la investigación se publicó en línea en Applied Physics Letters. Abbas Haddadi, estudiante postdoctoral en el laboratorio de Razeghi, fue el primer autor del artículo.

"Por primera vez, hemos desarrollado un fototransistor que está totalmente hecho de un semiconductor artificial", dice Razeghi, profesora de Ingeniería Eléctrica e Informática en la Escuela McCormick de Ingeniería de la Universidad Northwestern. "Este dispositivo extremadamente sensible podría cambiar radicalmente la tecnología de las comunicaciones FSO, proporcionando enlaces de datos baratos y de alta velocidad."

El equipo de Razeghi publicó hace unos meses que había desarrollado un nuevo fotodetector de infrarrojos de tres colores (onda corta, media y larga). Con el nuevo diseño, los dispositivos pueden detectar diferentes bandas de ondas infrarrojas simplemente variando la tensión de polarización aplicada. Esto podría abrir una gama de aplicaciones potenciales, incluyendo televisores en color de infrarrojos e imágenes por infrarrojos de tres colores.

Además, la semana pasada, investigadores de Facebook demostraron que se puede usar fácilmente la luz láser para redes de comunicaciones inalámbricas, creando detectores que absorben luz azul y emiten luz verde.

Referencia bibliográfica:

A. Haddadi, S. Adhikary, A. Dehzangi, M. Razeghi: Mid-wavelength infrared heterojunction phototransistors based on type-II InAs/AlSb/GaSb superlattices. Applied Physics Letters (2016). DOI: 10.1063/1.4958715.