Unitat làser per fer el salt: neix la propera generació de dispositius magnètics per controlar la llum!

Recentment, una nova tecnologia de calefacció per làser d'un grup de recerca japonès va obrir el camí per a dispositius de comunicació òptica avançats mitjançant la integració de materials magnètics transparents en circuits òptics.
L'avenç es va publicar recentment a la revista Optical Materials. És crucial per integrar materials magnetoòptics i circuits òptics, que ha estat durant molt de temps un gran repte en el camp. Promet avenços en aïlladors magneto-òptics compactes, làsers miniaturitzats, pantalles d'alta resolució i petits dispositius òptics.
Escalfament làser de materials magnètics transparents
Concretament, investigadors de la Universitat de Tohoku (Japó) i de la Universitat de Tecnologia de Toyohashi (Japó) han desenvolupat un nou mètode per fabricar materials magnètics transparents mitjançant calefacció per làser.
"La clau d'aquest assoliment és la creació de" granat de ferro ittri substituït per ceri "(Ce:YIG), un material magnètic transparent, mitjançant una tècnica especialitzada d'escalfament làser", va dir Taichi Kawasaki, professor associat de l'Institut de Recerca d'Electrònica i Comunicació (RIEC) a la Universitat de Tohoku i coautor de l'estudi. Taichi Goto, coautor de l'estudi, va assenyalar: "Aquest enfocament trenca el coll d'ampolla crític d'integrar materials magneto-òptics amb circuits òptics sense danyar-los, un problema que ha obstaculitzat els avenços en la miniaturització dels dispositius de comunicació òptica".
Aïlladors magnetoòptics en comunicacions òptiques
Els aïlladors magnetoòptics són fonamentals per garantir comunicacions òptiques estables. Actuen com a conductors dels senyals de trànsit, permetent-los moure's en una direcció però no en l'altra. Integrar aquests aïlladors en circuits fotònics basats en silici és un repte a causa dels processos d'alta temperatura que solen implicar-se.
A causa d'aquesta dificultat, Taichi Goto i els seus col·legues van centrar la seva atenció en el recuit làser, una tècnica que utilitza un làser per escalfar de manera selectiva àrees específiques d'un material. Això permet un control precís, afectant només la zona objectiu i no la zona circumdant.
Investigacions anteriors l'han utilitzat per escalfar selectivament pel·lícules de granat d'itri de ferro substituït amb bismut (Bi: YIG) dipositades en miralls dielèctrics. Això va permetre que Bi:YIG cristal·litzés sense afectar el mirall dielèctric.
Tanmateix, van sorgir problemes en utilitzar Ce:YIG (un material ideal per a dispositius òptics per les seves propietats magnètiques i òptiques), ja que l'exposició a l'aire podria provocar reaccions químiques no desitjades.
Per evitar-ho, els investigadors van idear un nou dispositiu que escalfa el material al buit, és a dir, sense aire, mitjançant un làser. Això permet escalfar zones petites (uns 60 micròmetres) amb precisió sense alterar el material circumdant.
Implicacions per a la tecnologia òptica
Goto afegeix: "S'espera que el material magnètic transparent creat per aquest mètode avanci significativament en el desenvolupament d'aïlladors magneto-òptics compactes, que són essencials per a comunicacions òptiques estables. A més, obre el camí per a la fabricació de làsers miniaturitzats potents, d'alt nivell. -pantalles de resolució i petits dispositius òptics."