La fotónica será la próxima revolución tecnológica

on la espintrónica, la fotónica constituye uno de los próximos saltos tecnológicos que aportará una ruptura mayor tanto para el sector de las telecomunicaciones como el de la informática.

De la misma forma que el microprocesador revolucionó la electrónica a partir de 1971, la transmisión de información fundada en la óptica está a punto de convertirse en el motor de la próxima ola de innovaciones. La fotónica (generación y transmisión de la luz) tiene aplicaciones en casi todos los sectores industriales: tecnologías de la imagen, tecnologías de la información, el sector industrial y la salud.

En materia informática, los investigadores de Intel han anunciado el desarrollo de un modulador óptico a base de silicio, operando a una frecuencia de 1GHz, 50 veces más elevada que los precedentes récords.

Ya es posible imaginar por tanto la aplicación de la Ley de Moore (indica que los procesadores deben duplicar su capacidad cada 18 meses) a los moduladores ópticos, es decir, de aumentar su potencia, miniaturizar su tamaño y el consumo eléctrico, de reducir su costo y de esta forma de integrar a la fibra óptica a todos los niveles de la cadena digital, desde el núcleo de un ordenador hasta las comunicaciones a larga distancia.

Desembarco en los ordenadores

La óptica y el fotón, después de haber conquistado las telecomunicaciones, van a invadir progresivamente nuestros ordenadores y a duplicar sus posibilidades. La sustitución del electrón por el fotón en nuestros ordenadores representa todavía un gigantesco desafío tecnológico, ya que hay que concebir y realizar nuevos tipos de transistores, componentes de memoria y circuitos capaces de utilizar en toda su potencia esta fascinante partícula elemental, constituyente básico de la luz, que se comporta tanto como una partícula “puntual”, como una onda difusa.

Entre las propiedades sorprendentes del fotón, algunas podrían resultar muy útiles en informática, como por ejemplo el hecho de que muchos haces de fotones pueden cruzarse sin interferirse entre sí.

Más recientemente, una nueva etapa importante en el dominio de la fotónica ha sido franqueda por investigadores franceses. Bombardeando proteínas de pollo con un rayo láser, científicos de Estrasburgo pueden haber puesto a punto el disco duro del futuro: la “memoria holográfica”, que podrá almacenar el equivalente a 27 DVD en un fino soporte del tamaño de un CD.

Bautizada hipermemoria difractiva, esta técnica recurre a las proteínas animales que almacenan datos y que se deforman bajo el efecto de un rayo láser, modulado a su vez en función de los datos a registrar, explica Patrick Meyrueis, director del laboratorio de fotónica de la Universidad Louis Pasteur de Estrasburgo.

Deformadas de esta manera, las moléculas de las aves, una vez depositadas sobre un soporte de vidrio o de plástico, forman una imagen holográfica que puede ser leída con la ayuda de un láser. Estos datos son inscritos gracias a la luz y almacenados en una imagen holográfica que contiene 128 gigas.

Por el momento, este tipo de memoria holográfica no es regrababale, pero los investigadores estudian los efectos de la luz sobre otras proteínas, particularmente las contenidas en las algas, para disponer de una memoria holográfica regrabable a voluntad. Así conseguirían discos duros de gran capacidad accesibles a una enorme velocidad.

El procedimiento, del que el fabricante japonés de electrónica Pioneer ha adquirido ya la patente, no es sino una entre otras de las posibles aplicaciones de la fotónica, la ciencia que estudia las potencialidades tecnológicas de la luz.

Micrófonos y sismógrafos ópticos

En los laboratorios de Estrasburgo, los investigadores trabajan también con un micrófono óptico ultrasensible, que funciona gracias a las interferencias provocadas por el sonido sobre la propagación de la luz en las fibras ópticas.

Usando el mismo principio, estos investigadores han puesto también a punto un sismógrafo fotónico capaz de detectar ínfimos movimientos telúricos estudiando su impacto sobre la propagación de un rayo de luz.

Otros investigadores en fotónica, particularmente en París, han puesto a punto lentillas extra planas “líquidas”, constituidas de una gota de agua depositada en aceite entre dos láminas de cristal.

Sometida a un impulso eléctrico, la gota de agua es capaz de identificar a un objeto colocado delante de ella, abriendo así el camino a la incorporación de lentillas autofocales extraplanas en las cámaras fotográficas digitalizadas y miniaturizadas de los teléfonos móviles.

“La fotónica será a la ciencia del siglo XXI lo que la electrónica representó para el siglo pasado”, asegura el profesor Meyrueis. En medicina, astronáutica, informática o las tecnologías del sonido y la imagen, sus aplicaciones son inmensas.

Pero, como con la espintrónica, las aplicaciones de la fotónica en nuestra vida cotidiana estarán estrechamente vinculadas a los esfuerzos financieros que se destinen en materia de investigación teórica y fundamental.

Debemos a nivel europeo dotarnos de los medios de permanecer en esta carrera tecnológica capital, que hará del fotón el gran vector unificador de las telecomunicaciones, la informática y el multimedia en 2030.