Los investigadores han desarrollado un nuevo método de utilizar el calentamiento por láser para crear materiales magnéticos transparentes. Este avance es crucial para la integración de materiales magnetoópticos con circuitos ópticos, lo que supone un gran desafío en este campo. Se espera que impulse el desarrollo de aisladores magnetoópticos compactos, microláseres, pantallas de alta resolución y pequeños dispositivos ópticos.
Un equipo de investigación japonés utilizó una nueva tecnología de calentamiento por láser para integrar materiales magnéticos transparentes en el camino óptico, allanando el camino para dispositivos de comunicación óptica avanzados.
Investigadores de la Universidad de Tohoku y el Instituto de Tecnología Toyohashi han desarrollado un nuevo método de utilizar calentamiento láser para crear materiales magnéticos transparentes, un importante avance en la tecnología óptica. El avance, publicado recientemente en la revista Optical Materials, proporciona una nueva forma de integrar materiales magnetoópticos en dispositivos ópticos, un desafío de larga data en este campo.
Taiichi Goto, profesor asociado del Instituto de Tecnología Eléctrica y de Comunicaciones (RIEC) de la Universidad de Tohoku y coautor del informe de investigación, dijo: "La clave de este logro es utilizar tecnología especializada de calentamiento por láser para crear un material magnético transparente 'granate de hierro ytrio sustituido con cerio (Ce:YIG)'. Este método resuelve el problema clave de integrar materiales magnetoópticos con circuitos ópticos sin dañarlos, un problema que ha obstaculizado el progreso de la miniaturización de la comunicación óptica. equipo."
Los aisladores magnetoópticos son fundamentales para garantizar comunicaciones ópticas estables. Son como bastones de tráfico para señales luminosas, que permiten que la señal luminosa se mueva en una dirección pero no en la otra. La integración de estos aisladores en circuitos fotónicos basados en silicio es un desafío debido a los procesos de alta temperatura que normalmente implican.
Ante este problema, Goto y sus colegas centraron su atención en el recocido por láser, una técnica que calienta selectivamente áreas específicas de un material con un láser. Esto permite un control preciso, afectando sólo al área objetivo y no a las áreas circundantes.
Investigaciones anteriores han utilizado este método para calentar selectivamente películas de granate de hierro ytrio sustituido con bismuto (Bi:YIG) depositadas en espejos dieléctricos. Esto permite que Bi:YIG cristalice sin afectar el espejo dieléctrico.
Sin embargo, Ce:YIG es un material ideal para dispositivos ópticos debido a sus propiedades magnéticas y ópticas, pero han surgido algunos problemas al usar Ce:YIG debido a reacciones químicas no deseadas causadas por la exposición al aire.
Para evitarlo, los investigadores diseñaron un nuevo dispositivo que utiliza láseres para calentar materiales al vacío (es decir, sin aire). Esto permite un calentamiento preciso de áreas pequeñas (aproximadamente 60 micrones) sin cambiar el material circundante.
Goto añadió: "Se espera que los materiales magnéticos transparentes creados mediante este método faciliten en gran medida el desarrollo de pequeños aisladores magnetoópticos, que son cruciales para las comunicaciones ópticas estables. Además, abre el camino a la fabricación de potentes microláseres, pantallas de alta resolución y pequeños dispositivos ópticos".
Referencias "Recocido con láser al vacío de películas magnetoópticas de granate de hierro y itrio sustituidas con cerio" por Hibiki Miyashita, Yuki Yoshihara, Kanta Mori, Takumi Koguchi, Pang Boey Lim, Mitsuteru Inoue, Kazushi Ishiyama y Taichi Goto, 14 de noviembre de 2023, "Materiales ópticos".
DOI:10.1016/j.optmat.2023.114530
Fuente compilada: ScitechDaily