Eletrônica

Chip converte ondas de rádio em luz

Chip converte ondas de rádio em luz
O chip de 0,5 mm (centro) faz o mesmo trabalho de um aparato criogênico grande, pesado e caro. [Imagem: T. Bagci et al./Nature]

Onda, vibração mecânica, luz

No processamento ou na transmissão de dados, converta qualquer coisa em luz e você passa a poder executar processamentos mais rápidos, enfiar mais dados nos mesmos canais e gastar menos energia.

Isto mostra a importância de uma inovação apresentada por físicos da Universidade de Copenhague, na Dinamarca.

A equipe criou uma membrana capaz de detectar sinais de rádio muito fracos e convertê-los diretamente em sinais de luz, que podem ser transmitidos por fibras ópticas.

O coração do dispositivo é uma antena que é conectada a um capacitor. Uma das placas do capacitor é uma membrana de nitreto de silício com 500 micrômetros de diâmetro e 200 nanômetros de espessura, recoberta por uma camada reflexiva de alumínio.

Quando o capacitor recebe ondas de rádio em sua frequência ressonante, a membrana começa a vibrar. Um laser é então dirigido sobre a membrana, cujas vibrações produzem uma interferência na luz do laser que pode ser medida com técnicas ópticas comuns.

"Desta forma, nós convertemos um sinal de rádio detectado pela antena em um sinal óptico," disse o professor Eugene Polzik, líder da equipe.

Chip converte ondas de rádio em luz
A luz capta as ondas de rádio sem o ruído que afeta os receptores de rádio comuns. [Imagem: T. Bagci et al./Nature]

Chip quente

Tudo funciona a temperatura ambiente, ao contrário dos sistemas atuais, que exigem temperaturas criogênicas.

Isso abre a possibilidade de uso imediato da tecnologia em uma grande variedade de aplicações, da radioastronomia aos aparelhos de ressonância magnética.

Detectar sinais de rádio muito fracos é um problema de muitas tecnologias modernas, incluindo a navegação por satélite e as comunicações de longa distância.

Quando receptores de rádio tradicionais captam ondas muito fracas, o ruído relacionado com o calor pode distorcer o sinal. Mas, quando os sinais de rádio são convertidos em uma vibração mecânica ressonante, o efeito aleatório do calor torna-se insignificante. Assim, a luz capta as ondas de rádio sem o ruído que afeta os receptores de rádio comuns.

Isso hoje já é feito nos radiotelescópios e nos aparelhos de ressonância magnética, por exemplo, mas utilizando aparatos criogênicos resfriados por hélio líquido - o novo conversor está instalado em um chip de 0,5 x 0,5 mm, que funciona a temperatura ambiente.

Bibliografia:

Optical detection of radio waves through a nanomechanical transducer
T. Bagci, A. Simonsen, S. Schmid, L. G. Villanueva, E. Zeuthen, J. Appel, J. M. Taylor, A. Sørensen, K. Usami, A. Schliesser, E. S. Polzik
Nature
Vol.: 507, 81-85
DOI: 10.1038/nature13029




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