DISP. HÍBRIDOS FIBRA ÓPTICA-CRISTAL LÍQUIDO
Se trata asimismo de una actividad considerada estratégica por los grupos participantes. Participan UC3M, CSIC y UPM, así como UNICAN y UPV como grupos externos. Se extiende a toda la duración del programa.
Los cristales líquidos dominan en la actualidad el mercado de las pantallas planas, con tamaños que oscilan entre las micropantallas (véase actividad A6) hasta unidades de gran formato (50”) para TV doméstica. En los últimos años, además, estos materiales vienen empleándose en otros tipos de aplicaciones que requieren la manipulación de la luz por medio de señales de control externas eléctricas y ópticas. Como ejemplo cabe señalar los moduladores espaciales de luz, encaminadores y deflectores de haz, redes de fase, válvulas de luz, etc. Dentro del campo de las comunicaciones ópticas, los cristales líquidos pueden facilitar dispositivos activos analógicos y digitales que realizan algunas de las funciones cruciales de enrutado de redes ópticas, como matrices de conmutación (optical cross-connect, OXC) reconfigurables o moduladores de adición/extracción (optical add-drop modulator, OADM) sintonizables. Asimismo se ha propuesto su utilización en otros tipos de dispositivos de gran interés, como correctores de la dispersión por modo de polarización (PMD), o ecualizadores de longitudes de onda en sistemas WDM, igualmente sintonizables.
Esta actividad, además, es un ejemplo de la sinergia que genera el programa. Se ponen en común la gran experiencia en efectos no lineales y el equipamiento de fibra óptica del CSIC, las instalaciones para fabricación de dispositivos de cristal líquido de la UPM, y la experiencia en fabricación de prototipos de fibra y realización de drivers de control electrónico de los dispositivos de la UC3M. Las líneas de actuación se han dejado abiertas, como en el caso anterior. Entre las actuaciones ya definidas destacan:
• Estudio comparativo del retardo de fase y del estado de polarización para diversos tipos de cristales líquidos (nemáticos, ferroeléctricos, ortocónicos, etc.)
• Identificación de estructuras con retardo puro de fase (es decir, sin modificación del estado de polarización) analógicas y digitales
• Fabricación de estructuras de control de fase (encaminadores, moduladores) basados en cristales líquidos integrados con fibras ópticas
• Empleando diferentes tecnologías de fibras ópticas y óptica discreta, desarrollo de conmutadores y multiplexores espaciales basados en cristal líquido controlados por señales eléctricas y ópticas externas
• Diseño y realización de dispositivos resonadores con cristal líquido para su aplicación como filtros y sensores
• Desarrollo de conmutadores de cristal líquido sobre fibras de plástico de índice gradual para restauración del servicio en entornos con información sensible
Se pretenden estudiar, fabricar y caracterizar los materiales y estructuras más idóneos, y se desarrollarán diferentes prototipos con fibras ópticas de plástico y de sílice, cristales nemáticos, ferroeléctricos y antiferroeléctricos, buscando su posible aplicación a medio plazo. Se trata de elementos compactos, robustos y fiables, sin partes móviles y de bajo consumo, que pueden resultar idóneos en determinados entornos (espacio, automoción) que requieran estas características.
No obstante, el número de posibles aplicaciones de estos dispositivos está condicionado por la baja respuesta dinámica de los cristales líquidos, y por su rango espectral de funcionamiento. El grupo UPM trabaja desde hace años con algunos de los tipos de cristal líquido con mejor respuesta dinámica (μs). Aunque lejos de los tiempos de respuesta de otros dispositivos de estado sólido, los tiempos de conmutación de estos cristales líquidos resultan adecuados para un buen número de operaciones de las redes ópticas –exceptuando las que requerirían tiempos de nanosegundos, como la conmutación de paquetes. En cuanto al rango espectral, el problema surge de que la gran mayoría de cristales líquidos han sido desarrollados para el espectro visible (pantallas), cuando los rangos más útiles para estos dispositivos están en el infrarrojo cercano. Afortunadamente, UPM dispone, a través de proyectos y redes temáticas europeas, de colaboraciones estables con laboratorios europeos que preparan materiales de alta birrefringencia con baja absorción en las ventanas de comunicaciones ópticas. Estos materiales permitirán explorar el rendimiento de los dispositivos precisamente en las longitudes de onda donde su aplicabilidad es máxima.
El grado de desarrollo y su potencialidad (incluyendo la atracción de socios industriales) se evaluará en el segundo año, y se redefinirán los objetivos y líneas de actuación en función de los resultados. Además de publicaciones científicas, se espera llegar a producir un cierto número de demostradores y prototipos en los dos primeros años, que permitirán crear una oferta tecnológica de esta actuación, con el fin de suscitar el posible interés de las empresas.