RICERCA ITALIANA     

Guide d'onda nanostrutturate per l'elaborazione non lineare di segnali ottici nello spettro e nel tempo

Università degli Studi di Palermo

Abstract

La Ricerca intende integrare le capacità dei Proponenti di progettazione, di sviluppo tecnologico e di comprensione delle fenomenologie non lineari, per poter elaborare in maniera completamente ottica le proprietà spettrali e temporali di segnali ultraveloci. L’obiettivo finale del progetto è lo studio di una nuova classe di componenti, periodici e aperiodici, nanostrutturati in 1D e 2D, realizzati su una piattaforma multifunzionale in Niobato e in Tantalato di Litio (LN ed LT). La disponibilità di soluzioni di questo tipo rappresenta un nodo critico per lo sviluppo attuale dell'ottica integrata non lineare, in quanto permetterebbe di sperimentare configurazioni di estremo interesse scientifico che hanno applicazione nei settori delle TLC, dello Spazio, della Difesa, della Biologia, della Chimica, della Spettroscopia e della Metrologia.

Le Unità di Brescia, di Palermo e di Roma3 propongono la realizzazione e la validazione di componenti integrati nano strutturati in grado di elaborare segnali ottici ad altissima frequenza di cifra. Per portare a compimento questa ricerca interdisciplinare diverse competenze teoriche, tecnologiche e sperimentali devono essere integrate: si intendono utilizzare i nuovissimi paradigmi di progettazione di dispositivi fotonici dell’Unità di Brescia, fabbricare i componenti progettati con una tecnologia innovativa dell’Unità di Palermo -che consente di ingegnerizzare nano strutture a livello della suscettibilità del >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Stefano Riva Sanseverino Università degli Studi di PALERMO

Obiettivo del Programma di Ricerca

L’attività di Ricerca qui proposta ha come unico, innovativo e ambizioso obiettivo l'elaborazione nello spettro e nel tempo di segnali ultraveloci in maniera completamente ottica e attraverso nuovi paradigmi di progettazione. In sintesi, i Proponenti intendono studiare e realizzare una nuova classe di componenti fotonici, periodici e aperiodici, nanostrutturati in 1D e 2D, realizzati su una piattaforma multifunzionale in Niobato e in Tantalato di Litio (LN ed LT).
Sono stati identificati e definiti dei “work package” (WP) trasversali e generali per tutta la durata del progetto e specifici per il raggiungimento nei 2 anni di attività di risultati verificabili nel primo semestre, a un anno e 1/2 e a fine biennio. I WP specifici, suddivisi fra le varie unità, saranno integrati nei WP generali per garantire l’unità del progetto, la coerenza ed il raggiungimento dell’obiettivo finale.

I WP trasversali e generali sono:
- WPTG1 di progettazione che sarà affidato all’Unità di Brescia (UdP) ed in parte all’Unità di Roma3 (UdR3): “Progetto di sintetizzatori di forme d’onda ottiche”. Per completare questo WP, le unità, oltre ad occuparsi della formalizzazione teorica del problema, provvederanno anche a sviluppare una serie di strumenti numerici ad hoc per il progetto e saranno di supporto nel corso degli esperimenti con il duplice obiettivo di studiare i fenomeni fisici coinvolti e di dimostrare le potenziali applicazioni degli stessi. Verranno in >>>

Risultati parziali attesi

L'investimento tecnologico in strutture QPM in LN è stato e rimane significativo sia in Italia che all'estero. In Italia attività in questo settore sono state inquadrate nei Programmi del CNR (MIA, MSTA, MADESS, FIRB e FISR), dell'ASI (ASR), dell’INFM e del MIUR. Tra le ricadute industriali, sono stati realizzati dispositivi sia per le comunicazioni che per difesa e sicurezza aerospaziale, per es. da Pirelli Cavi, AMS, Alenia Difesa, Avanex, ENEA, Corning OTI. In ambito internazionale, testimonianza del ruolo strategico dell’ottica integrata in LN sono i finanziamenti delle grandi agenzie per la ricerca fondamentale (NSF, NASA in USA, NATO, UE, CEA-LETI, CNRS, etc.) o per la difesa (es. DARPA in USA, EuroFinder in Europa) sia gli investimenti delle compagnie 'Hi-Tech' come Alcatel, GEC Marconi, IBM, Corning, Lucent, JDS, 3M, Motorola, Mitsubishi, NTT, Philips, Siemens, Thales.

La sintesi di impulsi ottici è oggi oggetto di attività di ricerca sotto la spinta di svariate applicazioni che comprendono la spettroscopia molecolare, l’ “imaging” biologico, la metrologia e il controllo coerente di reazioni chimiche. In questo contesto la ricerca nazionale e internazionale riguarda sia l’individuazione di nuove tecniche per la sintesi di impulsi ottici (per esempio sintetizzatori lineari e non lineari) sia la ricerca di un sempre migliore controllo delle proprietà lineari e non lineari di guide d’onda ottiche per permetterne l’implementazione >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Nel settore della fotonica, dopo il periodo di boom della “New Economy”, la successiva crisi (11 Settembre) e riassestamento della durata di sei anni, si ritorna ad avere una fase di rilancio in alcuni settori chiave, che vede di nuovo l'accento porsi sulla ricerca tecnologica. Questo vale anche in Italia, dove dopo la scomparsa o la vendita di numerose aziende del settore (Pirelli vende l’Ottica Integrata e le fibre speciali ad Avanex e i sistemi a Cisco, Alenia Spazio si fonde prima con Alcatel e viene acquistata dalla Thales, abbandonando definitivamente in Italia la ricerca nella fotonica), si assiste a una inversione di tendenza, che si articola in un rinnovato impegno da parte delle realtà "superstiti" (Pirelli investe sulle nanotecnologie per la realizzazione di cristalli fotonici in collaborazione con il MIT di Boston, Alenia Aeronautica investe su aerei superleggeri e su sensoristica ottica distribuita, Selex Sistemi Integrati investe sulle nanotecnologie in Niobato di Litio (LN) per la realizzazione di filtri tunabili, Elsag Datamat investe su crittografia quantistica, Saes Getters acquista impianti per la produzione di LN e di Tantalato di Litio (LT) congruente e stechiometrico). In questo quadro, si inseriscono il forte impulso del MUR e dell’ASI verso l'integrazione della ricerca accademica con le realtà industriali nazionali, e le scelte a livello europeo che nei programmi quadro hanno posto come priorità la ricerca nel settore dei nuovi >>>