Un giroscopio en un chip

Con el proyecto «Modular CMOS photonic integrated micro-gyroscope» (MERMIG), financiado por la UE, se pretende dejar sitio para más carga útil a base de sustituir el voluminoso y pesado giroscopio de fibra óptica. Los seis participantes en el proyecto MERMIG, pertenecientes al estamento académico y a la industria, están actualmente fabricando un microgiroscopio que pesará menos de un kilogramo y ocupará un espacio inferior a un par de centímetros cúbicos a la hora de ubicarlo.

En esta nueva generación de microgiroscopios, capaces de resistir el entorno riguroso asociado a los satélites geoestacionarios, se utilizan los avances más recientes en nanofotónica del silicio. En concreto, la tecnología del semiconductor complementario de óxido metálico (CMOS) empleada para integrar elementos electrónicos y ópticos en el mismo chip se utiliza conjuntamente con la litografía por nanoimpresión.

Los participantes en el proyecto MERMIG están adaptando ambas tecnologías a sistemas sensores para aplicaciones espaciales. Durante la primera etapa documentada han reducido la extensa y pesada cavidad óptica a un par de milímetros cuadrados. Se han integrado todas las funcionalidades clave de un sensor basado en cavidad óptica en un chip fotónico de silicio de 4,84 mm × 1 mm. En la siguiente etapa documentada se seguirá desarrollando el chip para demostrar la emisión láser Raman.

Además, los participantes en el proyecto MERMIG han construido un láser de 1 550 nm capaz de suministrar una potencia óptica de hasta 150 mW con una corriente de excitación de aproximadamente 1 A. Fabricado mediante litografía por nanoimpresión, se complementa con un amplificador de fibra óptica que aumenta la potencia de salida. Configurado como oscilador maestro amplificador de potencia, el láser conjugado con el amplificador es adecuado como sensor triaxial así como para otras aplicaciones espaciales.

El ruido de alta frecuencia añadido a la señal es tan bajo que el nuevo microgiroscopio resultará adecuado para las telecomunicaciones y para satélites científicos. Por otro lado, cumplirá también con las estrictas limitaciones de masa de los vehículos de superficie utilizados en misiones de exploración planetaria. Los circuitos del giroscopio fotónico se pueden fabricar en grandes volúmenes y a bajo coste, y ofrecen perspectivas brillantes para la industria espacial europea.