Sistemas podem ser mais velozes e totalmente óticos com novo material

Chaveamento totalmente ótico permite aumento drástico na velocidade de computadores e de sistemas de telecomunicações.

taniager

24 Fevereiro 2010 | 12h14

Na foto Joseph Perry,á esquerda, no laboratório da Georgia Tech School (Crédito: cortesia da Georgia Tech School)

Na foto Joseph Perry,á esquerda, no laboratório da Georgia Tech School (Crédito: cortesia da Georgia Tech School)

Pesquisadores do Georgia Institute of Technology, EUA, desenvolveram um material que poderá ser usado para o chaveamento totalmente ótico – sem a necessidade de converter sinais óticos em elétricos, e vice-versa. O trabalho, publicado recentemente, mostra que o chaveamento totalmente ótico pode permitir o aumento drástico das velocidades de telecomunicações e do processamento de computadores óticos.

O chaveamento permite que determinadas informações sejam selecionadas e orientadas de uma porta de entrada para uma porta de saída de dados. Uma chave necessita de algum tipo de informação para comutar uma decisão. Em chaves eletrônicas, a informação circula em bits, elas identificam estruturas ou pacotes de sinais elétricos. Já uma chave ótica é um dispositivo analógico construído para identificar comprimentos de luz.  

Atualmente, já existe uma tecnologia eletro-ótica que pode fornecer velocidades de transmissão de dados de 100 gigabits por segundo. Mas, um processamento totalmente ótico poderia, teoricamente, transmitir dados a uma velocidade tão alta quanto 2.000 gigabits por segundo. Isto permitiria baixar filmes de alta definição em minutos, em vez de horas. 

Joseph Perry, pesquisador e professor da Georgia Tech School de química e bioquímica, argumenta que mesmo que a frequência dos sinais que circulam seja alta, existe uma latência que causa o engarrafamento dos sinais até que a modulação e o chaveamento eletrônicos sejam feitos.  Mas se o processo for totalmente ótico o atraso poderá ser diminuído. “É preciso tirar a eletrônica do sistema”, diz ele.  

Propriedade do material ótico

Uma classe de moléculas com tamanho, estrutura e composição química foi otimizada para uso ótico e poderá agora fornecer a combinação de propriedades necessárias que servirão de base para o processamento totalmente ótico de sinais, processamento este de baixa potência e alta velocidade.

Os materiais corantes orgânicos de polimetino desenvolvidos pela equipe combinam grandes propriedades não-lineares: baixas perdas óticas não-lineares e baixas perdas lineares. Estas propriedades são essenciais para que os engenheiros óticos possam desenvolver uma nova geração de dispositivos de baixa potência e comutação de alto contraste óptico de sinais para os comprimentos de onda das telecomunicações. Manter todos os dados na forma ótica facilitaria enormemente a rápida transmissão de imagens médicas detalhadas, o desenvolvimento de novas aplicações de telepresença, o reconhecimento de imagem de alta velocidade – e até mesmo baixar rapidamente filmes de alta definição.

Mas, estes novos materiais desenvolvidos pela equipe foram demonstrados em solução. Para que eles tenham um valor prático, os pesquisadores deverão incorporá-los em uma fase sólida para o uso, por exemplo, em fios de fibra ótica.  Os pesquisadores têm um desafio pela frente: terão de descobrir como juntar os materiais em formatos de alta densidade e fisicamente usáveis para dar estabilidade durante sua operação.

Segundo Seth Marder, co-author do estudo, eles não fabricaram o chaveamento totalmente ótico, mas forneceram o conhecimento fundamental que torna possível sua construção.  O conhecimento da estrutura molecular é um passo adiante para a próxima etapa do trabalho, que também não será fácil.

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