Reducir el ruido en los enlaces ópticos de telecomunicación
Para eliminar una de las principales fuentes de ruido en las telecomunicaciones ópticas, es fundamental proteger la fuente del láser de la luz que refleja en el diodo del láser. Con los aislantes ópticos que existen actualmente en el mercado, el embalaje del módulo del diodo láser requiere unas técnicas precisas de alineación de submicrones que influyan considerablemente en su coste general. Además, las técnicas de fabricación en masa se consideran imposibles. Por eso se ha perseguido durante mucho tiempo la versión de los aisladores ópticos basada en guía de ondas en el ámbito fotónico. La investigación en el proyecto ISOLASER se centró en aplicar una película ferromagnética magnetizada transversalmente para introducir la absorción modal no recíproca en un amplificador óptico de semiconductor. El interés en esta clase de materiales radica en la exclusiva combinación de una baja pérdida óptica en las guías de onda de las telecomunicaciones y un efecto Kerr magneto-óptico bastante fuerte, que es la fuente de la no reciprocidad. El resultado fue un dispositivo que, pese a ser transparente hacia delante y generar pérdida en la dirección opuesta, es aislante. Una vez demostrada esta configuración en los experimentos, se indagó sobre el impacto de la estructura de contacto en los parámetros ópticos y magneto-ópticos. Se descubrieron unas tremendas ventajas en el rendimiento del dispositivo. El diseño del aparato se optimizó mediante la selección de un metal ferromagnético de poca absorción con fuertes características magneto-ópticas. Para compensar el resto de la pérdida óptica en el contacto del metal ferromagnético, se diseñó una región activa con pozos cuánticos múltiples a partir del material amplificador con la máxima ganancia magnética-polarizada posible transversal. Se utilizaron simulaciones unidimensionales con el marco de modelado de cavidades (CAMFR), ampliado con un algoritmo de perturbación para cálculos de guías de onda magneto-ópticas, para diseñar los parámetros geométricos del dispositivo. El aislamiento experimental alcanzado fue de 99dB/cm aproximadamente, lo que demuestra la viabilidad de la aplicación práctica de este aislante óptico amplificador de guías de onda. Lo más importante es que, como este aislante óptico tiene la misma estructura que el láser semiconductor con el que se va a integrar, la integración monolítica sería directa.