GOALDESMERALDA

CIENCIA

LÁSER POR MICROONDAS

(Foto: Mónica Rodríguez/Científicos de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) desarrollan nuevos materiales para mejorar transmisiones satelitales, una aportación a los sistemas de telecomunicaciones/Gráfico: http://www.eluniversal.com.mx/graficos/pdf10/microondas.pdf)
MEXICANOS FABRICAN SEMICONDUCTORES
Una aportación mexicana a los sistemas de telecomunicaciones. Científicos de la BUAP desarrollan nuevos materiales para fabricar semiconductores. Mejoran transmisiones satelitales

Los semiconductores, como los diodos y transistores, son componentes indispensables en la moderna industria electrónica y su demanda aumenta. Ante ello, un grupo de investigadores de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) experimenta con nuevos materiales y procedimientos para fabricar uno a más bajo costo.

Especialistas del Centro de Investigaciones en Dispositivos Semiconductores del Instituto de Ciencias de la BUAP, que son liderados por el doctor Javier Martínez Juárez, aunaron una nueva técnica de elaboración con una combinación ternaria de elementos químicos (antimoniurio de galio más aluminio) para desarrollar a nivel de laboratorio el nuevo componente.

Este innovador proceso de la BUAP permite fabricar dispositivos como fotodetectores o fototransmisores (detectores y emisores de luz) con mucho más ventajas ópticas y electrónicas respecto a los que ya se producen comercialmente; además de mejores características estructurales en las películas semiconductoras que los revisten.

Los elementos semiconductores como los usados en el experimento tienen una gran versatilidad, ya que actúan como conductores eléctricos o bien como aislantes, en función de la temperatura del medio ambiente que los rodea. Esto les confiere una amplia utilidad industrial, sobre todo en la manufactura de piezas ópticas y electrónicas.

Los fototransmisores y los fotodetectores (ambos son dispositivos semiconductores) se emplean en algunas aplicaciones que incluyen las telecomunicaciones por vía satelital.

Es en este campo donde los especialistas de la BUAP buscan hacer su mayor contribución, pues con el antimoniurio de galio podrán producir piezas con una mayor sensibilidad y capacidad de acoplamiento a ciertas frecuencias.
“Ya logramos transmitir señales satelitales de audio y video con apoyo de láseres y fibra óptica, de modo que este nuevo material semiconductor abre un mundo de posibilidades”, anticipa el doctor Martínez Juárez.

Enlaces satelitales

El empleo de láseres en las telecomunicaciones vía satélite para hacer más óptima la transmisión y recepción de información como audio, video u otros datos (en lugar de ondas de radio en el espectro de las microondas) es una aplicación novedosa de los semiconductores, que los expertos en tecnología han comenzado a explorar recientemente.

Un ejemplo es el intercambio de señales que tuvo lugar hace poco más de un año entre los satélites Terra SAR-X (Alemania) y otro perteneciente a la Agencia de Defensa Antimisiles de Estados Unidos, en la cual por primera vez se utilizó el láser para esta clase de interacción.

Resultó que los haces luminosos cubrieron casi 5 mil kilómetros de distancia entre ambos artefactos sin ningún error y con una “carga” de datos que fue equivalente a la que contienen 400 DVD estándar por hora.

Esto representa una eficiencia en la transmisión de datos unas 100 veces mayor de la que hasta ahora es posible lograr con la utilización de sistemas de microondas y en el futuro podría aplicarse no sólo a las comunicaciones terrestres, sino también a las espaciales, para hacer enlaces en tiempo real con otros cuerpos del Sistema solar, como Marte, por ejemplo.

Esto beneficiaría la labor de los equipos científicos que en sus laboratorios controlan y dan seguimiento al gran cúmulo de datos enviado por las sondas espaciales, robots o naves no tripuladas acerca de los lugares donde exploran.

Para explicar este trabajo, el doctor Martínez Juárez evoca los elementos que intervienen en las telecomunicaciones actuales basadas en microondas: “la fuente emisora de radio se sustituye con el láser; el espacio (por donde viajan las ondas) con fibra óptica y el receptor se cambia por un fotodetector”.

El también doctor en ciencias con especialidad en ingeniería eléctrica dice que “cuando todos estos elementos se acoplan adecuadamente a una misma frecuencia se logran transmisiones de datos muy eficientes”.

Sin embargo, el profesor de posgrado en la BUAP aclara que todavía hay ciertas limitaciones, pues se han fabricado láseres que funcionan muy bien a 1.55 micras, rango en el que también la fibra óptica tiene las menores pérdidas de señal. El problema es que los fotodetectores hoy en uso no están a punto para recibir en ese lapso.

“Es como si quisiéramos sintonizar una estación de radio que transmite en 900 Khz de AM y ponemos la aguja del dial en los 890 Khz; a la mejor podemos captar la señal, pero será bastante distorsionada”, por ello, apunta, las industrias en todo el mundo ahora tratan de fabricar un fotodetector que posea su máxima sensibilidad y mayor eficiencia en dicho rango (1.55 micras).

Producción viable

El antimoniurio de galio, a diferencia de otros materiales que ya desde hace décadas se utilizan para fabricar semiconductores (como el germanio o como el silicio) se ajusta “de manera natural” al rango de frecuencia antes mencionado, por lo cual podría ayudar a resolver el problema del acoplamiento de las señales satelitales.

Además, el proceso químico para obtenerlo (conocido también como epitaxia en fase líquida) es muy económico, ya que no requiere adaptar la infraestructura hoy utilizada en las industrias para armar otros dispositivos con materiales diferentes. Esto, eventualmente permitirá fabricarlo a nivel masivo sin mayores inversiones en equipo.

Por ello, los académicos de la BUAP seguirán probando con dispositivos hechos con el antimoniurio de galio y el aluminio hasta conseguir un sistema de transmisión que prescinda de los cables. “Aunque hay grupos industriales que investigan estas áreas, no existe en el mercado mundial un dispositivo con el mismo material y que tenga características similares”, explica Martínez Juárez.

Es por eso que invita a los empresarios mexicanos a tener confianza y vincularse con los grupos de investigación nacionales que exploran estas líneas de trabajo, para de esta manera estimular los desarrollos propios y evitar la dependencia tecnológica. “Tal vez alguna industria interesada podría reforzarse en su infraestructura si decide fabricar estos semiconductores”, comenta.


Gracias:
GUILLERMO CÁRDENAS GUZMÁN, EL UNIVERSAL
http://www.eluniversal.com.mx/ciencia/
♪♪♪♪♪