¿Por qué debería preocuparse por una mejor fibra óptica?

El uso e innovación de la fibra óptica puede darnos un mejor equipo médico, un monitoreo ambiental mejorado, más canales de medios e inclusive paneles solares mejorados.

“La fibra óptica es notablemente buena transmitiendo señales sin mucha pérdida de transferencia,” afirma la profesora Ursula Gibson del departamento de física de la universidad NTNU (Universidad de Noruega de Ciencia y Tecnología). Sin embargo, “las fibras de vidrio son buenas hasta una longitud de onda de aproximadamente 3 micrones. Con una longitud mayor ya no son tan eficientes,” dice Gibson. Esto a veces es problemático. Las telecomunicaciones utilizan infrarrojo cercano del espectro de ondas porque tiene la menor pérdida de energía al atravesar el vidrio. Pero si pudiéramos utilizar longitudes de onda más grandes, los beneficios serían inmensos. Por ejemplo, los beneficios incluirían mejores diagnósticos médicos y un monitoreo ambiental más preciso de partículas de gas en el aire. Las longitudes de onda mayores también supondrían más espacio para canales de medios, debido a que la competencia es feroz por las longitudes de onda donde la transmisión en el espacio libre normalmente tiene lugar ahora.

El antimoniuro de galio

Las fibras de vidrio no están hechas de vidrio puro, estas requieren un núcleo con un poco de otro material para así transmitir señales. Esto es claramente es algo difícil de conseguir y a lo largo de los últimos 50 años. En la universidad NTNU varios grupos de investigación han estado experimentando con la fibra óptica usando un semiconductor con núcleo de silicón (Si) y antimoniuro de galio (GaSb), en vez de pequeñas cantidades de óxido de germanio, el cual es usado en fibras de silica. Algunos de los últimos hallazgos de los investigadores han sido publicados en la revista académica Nature Communications.

Seunghan Song, candidato a doctorado, es el primer autor del artículo publicado. El artículo “describe un método para la producción de fibra óptica donde parte del núcleo, que es antimoniuro de galio, el cual puede emitir luz infrarroja. Después la fibra se trata con láser para concentrar el antimoniuro,” afirma Gibson.

Este proceso es realizado a temperatura ambiente. El procesamiento láser afecta las propiedades del núcleo.

Cables y paneles solares

El silicón es conocido como el material más usado en los paneles solares. En conjunto con el oxígeno, el silicón es el material más común en el vidrio y en los cables de fibra de vidrio también.

El antimoniuro de galio es menos común, aunque algunos lo han usado en la composición de instrumentos ópticos. Pero no de la misma manera.

Con el nuevo método, el antimoniuro de galio es inicialmente distribuido en el silicón. Este es un método más sencillo y barato que otros para cultivar cristales y la tecnología ofrece muchas posibles aplicaciones. “Nuestros resultados son un paso hacia la apertura de una mayor parte del espectro de ondas electromagnéticas para la transmisión de fibra óptica,” según Gibson.

Aprender de las propiedades fundamentales de los materiales semiconductores en fibras de vidrio nos permite hacer más eficiente el uso de materiales raros como el galio.