Un modulador plasmónico basado en oro rompe la barrera del terahercio, permitiendo la transmisión de datos ultrarrápida. Este avance revolucionará el 6G, la imagen médica y la seguridad aeroportuaria.

La velocidad con la que se transmite la información ha sido clave en el desarrollo tecnológico de las últimas décadas. Desde los primeros cables telegráficos hasta la fibra óptica, la humanidad ha buscado constantemente formas de enviar datos de manera más rápida y eficiente. Hoy, un dispositivo microscópico compuesto de oro ha logrado un avance sin precedentes: transmitir datos a frecuencias de terahercios, superando los límites actuales de la tecnología y sentando las bases para la llegada del 6G.

Investigadores de la ETH Zurich han desarrollado un modulador plasmónico capaz de operar a más de 1 terahercio (THz), lo que supone una revolución en la comunicación óptica. Este avance, publicado en la revista Optica, representa un salto de hasta 10 veces la velocidad de los moduladores actuales. Más allá de las telecomunicaciones, este descubrimiento también podría transformar áreas como la imagen médica, la espectroscopía y la seguridad aeroportuaria​.

La clave del 6G: transmitir datos a la velocidad de la luz

El auge de la conectividad móvil ha llevado a la necesidad de nuevas tecnologías que permitan transmitir más datos en menos tiempo. Actualmente, la red 5G ya está en funcionamiento en muchas ciudades del mundo, pero su límite está en frecuencias del orden de gigahercios (GHz). Para alcanzar el 6G, que promete velocidades hasta 100 veces mayores, es imprescindible desarrollar moduladores capaces de operar en el rango de los terahercios (THz)​.

Este nuevo modulador plasmónico desarrollado por ETH Zurich y Polariton Technologies convierte señales eléctricas en ópticas con una eficiencia sin precedentes. “Nuestro modulator permite convertir señales de radio y otras señales eléctricas en señales ópticas de manera directa y eficiente”, explica Yannik Horst, uno de los investigadores principales del proyecto​. Esta conversión es esencial para integrar las comunicaciones inalámbricas con las redes de fibra óptica, que forman la base de internet y la telefonía móvil.

Cómo funciona este revolucionario modulador plasmónico

Los moduladores ópticos son dispositivos encargados de transformar señales eléctricas en luz para ser transmitidas por fibra óptica. Hasta ahora, los moduladores convencionales tenían un límite de operación de aproximadamente 100 GHz. Este nuevo dispositivo rompe esa barrera al alcanzar 1,14 THz, permitiendo una transmisión de datos mucho más rápida​.

El secreto está en su estructura nanométrica, que aprovecha las propiedades de los plasmónicos. Estos materiales permiten que la luz interactúe con los electrones libres del oro, logrando una modulación extremadamente veloz. Según el estudio publicado en Optica, “el modulador plasmónico muestra una respuesta de frecuencia más allá de 1 THz, lo que demuestra su idoneidad para circuitos fotónicos integrados de terahercios”​.

Otro aspecto clave es su eficiencia energética. A diferencia de otros métodos que requieren múltiples componentes costosos y grandes cantidades de energía, este modulador permite una conversión directa y eficiente de señales eléctricas a ópticas, reduciendo el consumo energético y simplificando el proceso​.

Más allá del 6G: aplicaciones en imagen médica y seguridad

El impacto de esta tecnología no se limita solo a las telecomunicaciones. La capacidad de operar en el rango de los terahercios abre nuevas posibilidades en áreas como la imagen médica, la espectroscopía de materiales y la seguridad aeroportuaria​.

Los terahercios tienen la capacidad de penetrar ciertos materiales sin ser ionizantes, lo que los hace ideales para aplicaciones médicas. Esto significa que podrían mejorar técnicas de imagen no invasivas, como las resonancias magnéticas, ofreciendo mayor precisión sin los riesgos asociados a los rayos X. En el ámbito de la seguridad, estos moduladores podrían mejorar los escáneres de aeropuertos, permitiendo detectar objetos ocultos con mayor claridad y sin necesidad de contacto físico​.

Además, estos dispositivos podrían revolucionar la computación de alto rendimiento, al facilitar la transmisión de datos dentro y entre centros de datos con una velocidad sin precedentes. Esto reduciría los tiempos de procesamiento y haría posible la manipulación de grandes volúmenes de información en tiempo real.

El reto de llevar esta tecnología al mercado

A pesar de su enorme potencial, el desarrollo y la implementación de esta tecnología en productos comerciales aún enfrentan desafíos. Uno de los principales es la fabricación a gran escala. Actualmente, los moduladores plasmónicos son dispositivos altamente especializados, cuya producción masiva requiere importantes avances en nanotecnología​.

Otro desafío es la integración con las infraestructuras actuales. Aunque las redes de fibra óptica ya están ampliamente desplegadas, la adaptación a la tecnología de terahercios requiere nuevos estándares y compatibilidades. Sin embargo, empresas como Polariton Technologies ya están trabajando en llevar este modulador al mercado, con la expectativa de que en los próximos años pueda ser implementado en redes de comunicación avanzadas y dispositivos de imagen de alta resolución​.

Tomado de Muyinteresante