Dar forma a las señales de radio utilizando tecnologías fotónicas parece un desvío. Pero la versatilidad de los circuitos fotónicos de silicio programables actuales puede abrir nuevas posibilidades según investigadores de la Universidad de Twente. Presentan su «modelador espectral fotónico de microondas» en APL Photonics.

Para procesar señales en el dominio de la radiofrecuencia (RF), por ejemplo en las comunicaciones 5G, el futuro 6G o radar, el filtrado nítido y otras operaciones de alta precisión en las señales de radio de alta frecuencia son importantes. La luz, moldeada en circuitos fotónicos integrados, puede ofrecer un procesamiento de señales con grandes anchos de banda y una flexibilidad incomparable gracias a la capacidad de programación de la fotónica integrada. Pero aún así, la etapa en la que las señales de radio se convierten en ondas de luz, conocida como modulación óptica, es engorrosa. El «modelador espectral» que ahora presentan los investigadores, resuelve este cuello de botella gracias a una serie de componentes fotónicos flexibles.

Fotónica programable

Para dar forma a la señal de información, primero se deben «desmontar» los componentes luminosos. Las partes separadas como las «bandas laterales'» de radio alrededor de la frecuencia óptica se pueden procesar por separado. Cuando se realiza todo el procesamiento fotónico y se crea la forma espectral deseada, la luz se recombina y se convierte nuevamente en una señal de radiofrecuencia. Todos estos procesos se realizaron en el chip de silicio utilizando resonadores en forma de anillo y filtros que se pueden programar electrónicamente. El chip también incluye un detector de alta velocidad para convertir la luz en ondas de radio.

“Este nuevo modelador espectral es la base para una amplia gama de operaciones complejas que se pueden realizar en señales de RF utilizando fotónica programable”, dice David Marpaung. Es profesor del  grupo Nonlinear Nanophotonics  de la Universidad de Twente.

El chip que los investigadores de Twente, Sydney y Gante demuestran en este artículo, se fabricó utilizando fotónica de silicio. Los chips de próxima generación fabricados en nitruro de silicio, la principal tecnología fotónica en MESA + NanoLab de UT, se están probando actualmente en el laboratorio de Marpaung.

El artículo «Versátil modelador espectral fotónico de microondas de silicio», de Xin Guo, Yang Liu, Tangman Liu, Blair Morrison, Mattia Pagani, Okky Daulay, Wim Bogaerts, Benjamin Eggleton, Alvaro Casas-Bedoya y David Marpaung, se publica en APL Photonics.

Crédito imágenes: Universidad de Twente.