Ridurre i disturbi nei link ottici di telecomunicazione
Per eliminare una delle principali fonti di disturbo nei link ottici di telecomunicazione, è indispensabile proteggere la sorgente laser dalla luce che si riflette nel diodo laser. Con gli attuali isolatori ottici in commercio, l'assemblaggio del modulo del diodo laser richiede tecniche di allineamento precise al sub-micron che incidono notevolmente sul costo complessivo. Le tecniche di produzione di massa sono inoltre evidentemente impossibili. Nel campo della fotonica ci si è quindi da lungo tempo posti come obiettivo una versione dell'isolatore ottico basata su guida d'onda. i ricercatori del progetto ISOLASER si sono orientati sull'applicazione di un film ferromagnetico con magnetizzazione trasversale per introdurre in un amplificatore ottico a semiconduttore l'assorbimento modale non reciproco. L'interesse di questa classe di materiali si deve alla loro combinazione unica di bassa dispersione ottica alle lunghezze d'onda usate per le telecomunicazioni e di forte effetto Kerre magneto-ottico, l'origine della non-reciprocità. Il risultato è stato un dispositivo trasparente nella parte anteriore e con alta perdita nel lato opposto, e quindi isolante. Dopo la dimostrazione sperimentale della configurazione, la migliore conoscenza dell'impatto della struttura di contatto sui parametri ottico e magneto-ottico ha permesso di fare un balzo in avanti nelle prestazioni del dispositivo. Per ottimizzare il progetto del dispositivo è stato selezionato un metallo ferromagnetico a basso assorbimento con forti caratteristiche magneto-ottiche. Per compensare la residua dispersione ottica del contatto metallico ferromagnetico, è stata messa a punto una regione attiva a quantum multipli di un materiale con il massimo guadagno possibile di magnetizzazione trasversale. Per la definizione dei parametri geometrici del dispositivo sono state usate simulazioni unidimensionali col solver CAMFR (Cavity Modelling Framework), esteso con un algoritmo di perturbazione per il calcolo della guida d'onda magneto-ottica. Il rapporto d'isolamento sperimentale ha raggiunto i 99dB/cm, dimostrando che l'implementazione pratica di questo isolatore ottico per guida d'onda amplificata è possibile. Dettaglio importante, l'isolatore ottico ha la stessa struttura del laser a semiconduttore in cui dev'essere integrato e l'integrazione monolitica risulta quindi semplice.