Un transmisor óptico sin aislador alcanza los 180 Gbit/s para centros de datos

Gestión de las reflexiones ópticas sin blindajes voluminosos

Los centros de computación modernos dependen de enlaces ópticos rápidos para compartir datos entre servidores, pero la miniaturización del hardware se enfrenta a una barrera física recurrente en la innovación óptica. Cuando los láseres sintonizables fabricados sobre fotónica de silicio se integran con moduladores hechos de diferentes materiales, la luz se refleja hacia atrás en la cavidad del láser. Estas reflexiones desestabilizan el haz láser y degradan la transmisión de datos a alta velocidad.

Los ensamblajes ópticos estándar solucionan el problema insertando un aislador magnetoóptico, un componente que bloquea la luz que viaja en sentido inverso. Los aisladores ópticos aumentan el volumen, incrementan los costes de ensamblaje y se resisten a la integración en chips semiconductores estándar. Para eludir esta limitación, un equipo dirigido por el profesor e inventor Tomohiro Kita, del Departamento de Física Aplicada de la Waseda University, diseñó un transmisor que suprime la retroalimentación desestabilizadora mediante ingeniería espectral, una invención dada a conocer por TechXplore.

«Esta arquitectura ofrece una vía prometedora hacia transmisores ópticos compactos y sin aisladores para circuitos integrados fotónicos de próxima generación y sistemas de comunicación óptica de alta velocidad».

— Tomohiro Kita, profesor de la Waseda University

Co-diseño entre nitruro de silicio y niobato de litio

El equipo de investigación incluyó a Shotaro Hirata, Shingo Takano, Yu Kataoka y Ryo Shimizu de Sumitomo Osaka Cement Co. Ltd., junto con el Dr. Yuya Yamaguchi del National Institute of Information and Communications Technology de Japón. Su estudio se publicó en el Journal of Lightwave Technology el 7 de octubre de 2026.

El prototipo de hardware combina un láser sintonizable de cavidad externa con un modulador de película delgada de niobato de litio. Dentro de la cavidad láser, dos resonadores de anillo de nitruro de silicio actúan como un filtro Vernier para seleccionar longitudes de onda operativas específicas. El modulador integra un interferómetro Mach-Zehnder asimétrico, que posee su propia curva de transmisión dependiente de la longitud de onda. Al hacer coincidir la respuesta óptica del modulador con la respuesta del filtro del láser, los investigadores modelaron la retroalimentación de retorno para que ya no perturbe la emisión láser monomodo.

Amplio rango de sintonización y alta capacidad de datos

Las evaluaciones de laboratorio demostraron que el transmisor sin aislador mantiene un rendimiento láser estable en un rango operativo de aproximadamente 67 nm. El dispositivo mantuvo la claridad de la señal sin control activo de temperatura, lo que simplifica la gestión térmica en sistemas de bastidores de alta densidad.

Durante las pruebas de alta velocidad, el dispositivo mantuvo la transmisión de datos a 180 Gbit/s, la velocidad máxima examinada durante los ensayos. Dado que el transmisor se sintoniza a lo largo de 67 nm, es compatible con la multiplexación por división de longitud de onda, una técnica que envía varios canales de datos a través de diferentes longitudes de onda ópticas por una sola fibra. Al constituir una valiosa y nueva propiedad intelectual, el diseño abre una vía para la concesión de licencias de patentes y la transferencia de tecnología a las líneas de producción de interconexiones ópticas de próxima generación.

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