Novo material programável e método de fabricação PIC podem acelerar o processo de design

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Como sabemos, nossa sociedade digital conta com circuitos integrados (CIs). No futuro, no entanto, isso pode ser inadequado para tecnologias e aplicativos emergentes, como computação quântica e detecção ambiental.

Os circuitos integrados fotônicos (PICs) são o equivalente à luz dos CIs que oferecem menor consumo de energia, desempenho aprimorado e operação mais rápida.

Agora, dizem que pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda, desenvolveram circuitos fotônicos reprogramáveis ​​baseados em um novo material programável. De acordo com sua pesquisa – publicada no volume 8, edição 6 da Advanced Optical Materials – isso poderia acelerar a taxa na qual os engenheiros podem projetar e desenvolver dispositivos fotônicos em funcionamento.

Desafios enfrentados pelos circuitos integrados fotônicos

Os PICs transmitem sinais usando luz visível e infravermelha. Portanto, o uso de materiais ópticos com índice de refração ajustável é essencial para PICs reconfiguráveis, pois permitem a manipulação precisa da luz que passa pelo material, melhorando o desempenho.

Os PICs reprogramáveis ​​atuais exibem problemas como altas perdas de sinal óptico e volatilidade, os quais afetam a capacidade de um material de manter seu estado programado. Além disso, os métodos atuais de fabricação levam a uma enorme variabilidade entre os dispositivos fabricados. Isso causa um rendimento limitado, longos atrasos entre a concepção inicial e a implantação final dos dispositivos e uma falta inerente de configurabilidade.

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Gráfico de circuitos fotônicos reprogramáveis.

Uma representação gráfica da nova abordagem inventada pelos pesquisadores de Eindhoven para desenvolver circuitos fotônicos reprogramáveis. Imagem creditada à Universidade de Tecnologia de Eindhoven

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Como a nova abordagem é dita para melhorar as PICs

De acordo com Oded Raz, professor associado do Departamento de Engenharia Elétrica e líder do projeto de pesquisa, a nova abordagem pode ser de “importância primordial” para os PICs. Isso ocorre porque representa a primeira demonstração do mundo de um PIC reconfigurável, onde o material óptico pode ser programado, permitindo assim que a luz seja manipulada com precisão.

Diz-se também que o novo método é capaz de “melhorar significativamente [the fabrication] rendimento ”, o que poderia representar uma grande melhoria em contraste com os métodos existentes, nos quais o rendimento é relativamente baixo e o tempo de protótipo é relativamente alto. Ao colocar aquecedores em um dispositivo exposto à luz, o usuário também pode programar um dispositivo PIC conforme desejado e redefini-lo para um estado para reprogramação, tornando-o reutilizável e sustentável.

Promovendo o desenvolvimento de dispositivos fotônicos

Crucialmente – se viável – essa abordagem permitirá que os usuários programem facilmente a funcionalidade PIC e corrijam simultaneamente pequenos erros no processo de fabricação.

A equipe de pesquisa espera, portanto, que sua nova abordagem possa facilitar investigações adicionais sobre PICs reconfiguráveis. E como o tempo de protótipo é muito mais curto e preciso com seu método, o material programável pode acelerar a taxa na qual os engenheiros podem desenvolver dispositivos fotônicos em funcionamento. E, à medida que o método é refinado, Raz acredita que o tempo de protótipo continuará a diminuir.

É importante ter em mente que esses ainda são os primeiros dias. Embora a equipe de pesquisa esteja claramente esperançosa por sua nova técnica programável de material e fabricação, serão necessários muitos testes e experimentações antes que seu significado possa ser avaliado com precisão.

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