Transmissão de dados científicos com pulsos de laser 10.000 vezes mais rápida que outras tecnologias 

Dados ópticos transmitidos por pulsos laser a uma velocidade mínima de 10.000 vezes mais rápida do que a produzida pela tecnologia mais sofisticada disponível.

Essa conquista da equipe do Dr. Yong-Won Song no Centro de Materiais e Dispositivos Optoeletrônicos do KIST (Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia) foi possível inserindo um ressonador adicional contendo grafeno em um oscilador de laser de fibra óptica pulsado operando no domínio femtossegundo (10-15 segundos).

Espera-se que as velocidades de transmissão e processamento de dados aumentem significativamente na aplicação desse método nas comunicações de dados, de acordo com os pesquisadores.

A equipe de pesquisa do KIST observou que as características do comprimento de onda e a intensidade da luz laser que mudam ao longo do tempo estão correlacionadas (a transformação de Fourier). Se um ressonador for inserido no oscilador laser, o comprimento de onda do laser pulsado é periodicamente filtrado, modificando assim o padrão de mudança de intensidade do laser.

Com base nesta pesquisa de fundo, o pesquisador principal Song sintetizou o grafeno, que tem as características de absorver e remover luz fraca e amplificar a intensidade, passando apenas luz forte para o ressonador. Isso permite que a mudança de intensidade do laser seja precisamente controlada a uma alta velocidade e, portanto, a taxa de repetição de pulso poderia ser aumentada para um nível mais alto.

Além disso, o grafeno é tipicamente sintetizado na superfície de um metal catalítico, e então o produto é separado do catalisador e transferido para a superfície de um substrato desejado. Nesse processo, normalmente tem sido introduzido o problema de que o grafeno está danificado ou as impurezas são introduzidas.

A equipe de pesquisa da KIST resolveu o problema de redução da eficiência que ocorre durante o processo de fabricação, formando grafeno diretamente na superfície de um cabo de cobre, que pode ser facilmente obtido, e cobrindo ainda mais o cabo com uma fibra óptica para uso como ressonador.

Como resultado, foi possível obter uma taxa de repetição de 57,8 GHz, superando assim as limitações dos lasers pulsados em termos de taxa de repetição, normalmente restritas a MHz. Além disso, utilizou-se a característica do grafeno, que o calor é gerado localmente quando o laser é absorvido, para ajustar as características do ressonador de grafeno, aplicando um laser adicional ao dispositivo.

Seong-Jae Lee, pesquisador do KIST, disse: “No cenário atual, onde a demanda por tráfego de dados está aumentando exponencialmente, lasers de pulso ultrarrápidos que operam a uma velocidade muito alta e recursos de ajuste de suporte devem fornecer uma nova abordagem para se adaptar a esse cenário de processamento de dados em rápida mudança.”

O estudo foi publicado na ACS Nano.