El equipo desarrolló una nueva forma de generar señales de luz extremadamente estables utilizando dispositivos microscópicos en forma de anillo llamados «microresonadores» (microresonators). Estas señales forman lo que los científicos denominan «peines de frecuencias ópticas» (optical frequency combs), a veces descritos como «reglas ópticas» porque producen una serie de colores de luz espaciados uniformemente que pueden utilizarse para medir la luz con una precisión extraordinaria.
Los investigadores también demostraron un nuevo tipo de pulso de luz denominado «solitón hiperparamétrico» (hyperparametric soliton). Este pulso estable es la clave del importante avance de este trabajo, ya que permite que las señales del peine se produzcan en diferentes colores de luz a partir del láser que alimenta el dispositivo.
Esto hace que la tecnología sea útil para las comunicaciones ópticas de alta velocidad, que desempeñan un papel fundamental en la transferencia de datos (en los centros de datos).
Y los investigadores lo demostraron en una región de longitudes de onda utilizada para enlaces de datos de alta velocidad dentro de grandes centros de datos, un área de creciente importancia a medida que la demanda de datos sigue aumentando con la expansión de la infraestructura informática de IA.
¿Cuál es el impacto potencial de esta investigación?
Los centros de datos requieren enormes cantidades de energía para realizar la miríada de tareas que les exigimos, y esos requisitos están aumentando rápidamente, impulsados, en parte, por nuestro uso cada vez mayor de la IA. Según la Oficina Central de Estadística de Irlanda, los centros de datos representaron el 22 % del consumo total de electricidad en 2024, lo que supone más que todos los hogares urbanos (18 %) juntos. Y su consumo de electricidad aumentó un 10 % con respecto al año anterior.
Dada la trayectoria ascendente de nuestra dependencia de los centros de datos y su necesidad de energía, cualquier innovación tecnológica que mejore la eficiencia puede tener un impacto real en la reducción del consumo de electricidad y contribuir a alcanzar los ambiciosos objetivos de emisiones de carbono.
El profesor John Donegan, catedrático de Física en el Trinity College de Dublín e investigador becado del CONNECT Research Ireland Centre for Future Networks, afirmó: «Estamos muy emocionados por haber creado un nuevo tipo de fuente óptica que será de gran interés para quienes trabajan en comunicaciones ópticas y mediciones ópticas de alta precisión».
«En colaboración con un destacado teórico de la óptica de la Universidad de Bath y el grupo líder mundial en la fabricación de microresonadores de Suiza, mi grupo ha podido demostrar un nuevo tipo de fuente óptica en peine».
«Nuestro trabajo también se beneficia de la colaboración con Pilot Photonics, una empresa derivada de la DCU que desarrolla láseres y fuentes en peine de alta precisión para las comunicaciones ópticas. Prevemos que esto es solo el comienzo de este trabajo y que se desarrollará con fuerza en los próximos años».
¿Cómo podría este trabajo dar lugar a la próxima generación de redes ópticas?
«Las redes modernas de fibra óptica envían grandes cantidades de datos transmitiendo muchos colores diferentes de luz a través de una sola fibra óptica, una técnica conocida como multiplexación por división de longitud de onda (WDM)», añadió el profesor Donegan.
«Pero los peines de frecuencias ópticas pueden generar muchos de estos colores a partir de una única fuente de luz, lo que podría sustituir a las matrices de láseres independientes; así, al simplificar el diseño del sistema y mejorar al mismo tiempo la eficiencia y la estabilidad, las tecnologías basadas en peines podrían convertirse en componentes fundamentales para las futuras redes de centros de datos y la infraestructura de Internet de alta capacidad».
Esta investigación ha contado con el apoyo de Research Ireland, el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas del Reino Unido, el Centro CONNECT, la Royal Society y los Equipos Líderes en Innovación y Emprendimiento de Zhejiang.
