Tecnología

¿Qué es la nanofotónica, la tecnología que está detrás del "radar del futuro?

01-12-2017 Es un nicho en el mercado mundial de crecimiento muy rápido y a lo que apuestan grandes conglomerados mundiales, como Thales, Lockheed Martin y Rostec
Por Alberto D´Andrea, director de la licenciatura en Nanotecnología de la Universidad CAECE.
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Actualmente, los sistemas tradicionales de radiolocalización se encuentran al límite de sus capacidades. Una mayor reducción en el peso e incremento de los requerimientos técnicos se hace casi imposible con el uso de las tecnologías convencionales. 

Por caso, los científicos rusos están a un paso del nuevo orden tecnológico a partir del desarrollo de un “radar del futuro” que será entre 5 y 7 veces más pequeño con la posibilidad de ofrecer una imagen casi televisiva, lo que permitirá ser utilizado tanto para aviones y naves de combate de quinta generación, como para submarinos y naves de investigación.

Dicho radar es uno de los proyectos más prometedores  vinculado con el uso de las tecnologías de la nanofotónica

La nanofotónica es la rama de la nanotecnología que se ocupa del estudio de las interacciones entre la luz y la materia de dimensiones muy pequeñas (menos de 100 nanómetros).

Los fotones de la luz se mueven con una velocidad 100 veces mayor que los electrones en un circuito, la nueva tecnología permitiría usar luz en lugar de flujos de electrones con la ventaja de que los datos puedan ser enviados a mayor distancia desde distintas partes del servidor sin riesgo de perder información y de poder transferir más cantidad de datos y a mayor velocidad. 

Cambiando el tamaño y forma de los nanomateriales se puede lograr el control nanométrico de los flujos de luz con la finalidad de realizar  aplicaciones en diferentes campos  como  en biología, medicina, fotolocalización, procesadores, sensores, celdas solares, aeronáutica, etc.

En estos casos los nanochips se suelen reemplazar por nanofotochips basados en las propiedades dieléctricas, semiconductoras y metálicas de los nanomateriales.

Tienen procesos de conversión que integran los componentes ópticos con los circuitos eléctricos de una misma pieza de silicio pudiendo ser fabricados a un costo relativamente bajo. Citemos dos aplicaciones relacionadas:

Una de las promesas de la nanofotónica es la computadora óptica destinada a reemplazar los ordenadores convencionales por otros que puedan transmitir y procesar información más rápidamente.

En esta, varios pulsos de luz de distinto color pueden circular por una misma fibra simultáneamente, cada uno de ellos equivalente a una señal eléctrica que precisaría un hilo conductor diferente en los circuitos electrónicos convencionales optimizando de este modo cualquier sistema de comunicación.  

Los arrays (matrices) electromagnéticos que trabajan en las frecuencias de radio han permitido aplicaciones como el radar, la radiodifusión y la astronomía; no obstante resulta extremadamente costoso e incómodo desplegar arrays en base a radiofrecuencia a gran escala.

En cambio los arrays en fase óptica tienen una ventaja única ya que la longitud de onda es mucho más corta y prometedora para la integración de detecciones a gran escala.

Sin embargo, la longitud de onda óptica corta impone requisitos estrictos debido a que se deben fabricar  matrices con nanoantenas ópticas densamente integradas en  nanochips.

Nanomateriales como los puntos cuánticos (quantum dots) que permitieron desarrollar los primeros televisores QLED con imagen 100% natural o los plasmones de resonancia superficial localizada capaces de regular el color de radiación reflejada según el diámetro de sus nanopartículas metálicas, constituyen algunos de los nanomateriales de avanzada para lograr el control del increíble mundo de la nanofotónica.

Tal tecnología es un elemento estratégico no solo para el desarrollo científico, sino para el desarrollo de la independencia tecnológica del país. Es un nicho en el mercado mundial de crecimiento muy rápido y a lo que apuestan grandes conglomerados mundiales. 

En el caso de los radares figuran entre otros Thales, Lockheed Martin, Raytheon y Kret,  este último uno de los mayores productores  perteneciente al conglomerado industrial ruso Rostec, la mayor corporación estatal de ese país que promueve el diseño, fabricación y exportación de productos industriales de alta tecnología

Sus diseñadores han creado un radar que  permitirá tomar “imágenes de rayos X” de aviones a la distancia de 500 kilómetros como si estuviera a sólo 50 metros.

Su señal permite pasar cualquier obstáculo y no se excluye que en un futuro sea utilizado  para investigación hidroacústica en aguas profundas.

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