RICERCA ITALIANA     

Sottosistemi integrati per comunicazioni in fibra ottiche realizzati con guide d'onda drogate con Erbio tramite impiantazione ionica.

Abstract

La confluenza delle attività di ricerca in campo tecnologico e sistemistico, sia a livello nazionale che a livello internazionale, rappresenta ormai un’esigenza per quanto riguarda il settore delle comunicazioni ottiche. Infatti, negli ultimi dieci anni il progresso indotto dall’ingegneria dei sistemi ha condotto ad una potenzialità di trasmissione superiore alle esigenze di mercato, mentre, parallelamente, il settore tecnologico procedeva, per lo più, ad ampio spettro. Oggi, il motore sia della ricerca in questo settore che del mercato, è alimentato da aspetti di riduzione dei costi, del consumo e delle dimensioni; aspetti che portano in direzione dell’integrazione spinta dei vari dispositivi e sottosistemi ottici.
Il progetto di ricerca proposto mira alla realizzazione di sottosistemi integrati per le comunicazioni ottiche di fondamentale importanza quale elementi di amplificazione, sorgenti laser sintonizzabili di luce continua ovvero di luce impulsata.
La tecnologia individuata per la realizzazione delle guida d’onda è l’impiantazione ionica su substrato già drogato con Erbio. Ciò consente un notevole incremento della risoluzione nella fabbricazione della guida d’onda conservando le caratteristiche fondamentali del substrato.
Il progetto di ricerca ha come elemento qualificante l’integrazione tra la funzionalità e le competenze messe a disposizione dal un partner sistemistico ruolo giocato dalla Scuola Superiore di Studi Universitari e di >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Giancarlo Prati Scuola Sup. di Studi Univ. e Perfezionamento S.Anna di PISA

Obiettivo del Programma di Ricerca

La Scuola Superiore Sant’Anna ed il Consiglio Nazionale di Ricerca-Istituto per la Microelettronica e Microsistemi si pongono, attraverso il progetto di ricerca “guide d'onda drogate con erbio realizzate mediante impiantazione ionica per applicazioni in ottica integrata non-lineare”, tre obiettivi che vengono di seguito dettagliati.

Obiettivo 1: Porre la ricerca e lo sviluppo tecnologico a servizio delle comunicazioni ottica al fine di potenziare le funzionalità dei sottosistemi. Il progetto vuole essere un primo passo verso una fruttuosa e continua cooperazione.

Obiettivo 2: Realizzare tre sottosistemi ottici integrati in Niobato di Litio drogato con Erbio mediante impiantazione ionica: amplificatore ottico, laser sintonizzabile a luce continua, laser sintonizzabile a luce impulsata.

Obiettivo 3: Verificare mediante l’utilizzo dei sottosistemi ottici realizzati, in un sistema di comunicazione

Obiettivo 1 - Per la prima volta, questa edizione dei progetti di interesse nazionale (PRIN), consente di inserire un partner appartenente ad un centro di ricerca non prettamente universitario. In questo modo sarà possibile mettere a contatto due mondi che fino a questo momento procedevano, a meno di casi isolati, parallelamente. Tale obiettivo, se pur apparentemente scontato, risulta essere quello maggiormente ambizioso e con un valore intrinseco superiore. Infatti, si propone in sostanza un modello che mette la >>>

Risultati parziali attesi

Il progetto ha l’ambizioso obiettivo di integrare due ambienti di ricerca con un elevato grado di sovrapposizione nelle tematiche ma che stentano a trovare stimoli da obiettivi comuni. La Scuola Superiore Sant’Anna insieme al CNR-IMM*** propongono il modello ‘TECNOLOGIA A DISPOSIZIONE DEI SISTEMI’ già consolidato in altri paesi del mondo al fine di rendere efficiente ed efficace l’interazione, traendo quei benefici che incrementano sì la complessità del lavoro, introducendo una necessaria interazione e comunicazione non sempre semplice tra i due mondi ma, d’altra parte, garantiscono il valore aggiunto dell’orientazione della ricerca all’applicazione, fornendo al contempo motivazioni all’ambiente industriale per l’investimento in tali settori. Solo in questo modo sarà possibile mantenere o conquistare una posizione di rilievo in campo internazionale andando a competere con i paesi in cui il modello è già diffuso e consolidato. Non è possibile, d’altra parte, pensare di confrontarsi, sia a livello di ricerca che a livello industriale, in termine di quantità e costi, ma sarà indispensabile rafforzare le caratteristiche di originalità, innovazione e qualificazione scientifica e dei prodotti. Il risultato principale del progetto e del modello proposto è proprio questo e prevede come immediato sviluppo successivo, l’inserimento, all’interno del modello, del partner industriale in grado di orientare gli investimenti verso l’alta tecnologia e l’elevato livello di qualità. Anche da >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

L’integrazione spinta di dispositivi ottici ibridi è una delle strade che, soprattutto negli ultimi anni, maggiormente vengono percorse sia da ambienti di ricerca che industriali. L’obiettivo naturalmente è la riduzione del costo, delle dimensioni, del consumo e della complessità.
Dal punto di vista prettamente industriale esistono dei prodotti, naturalmente, che svolgono ruoli analoghi e funzionalità similari in modo discreto sia per quanto riguarda l’amplificazione ottica che i laser sintonizzabili e ancora le sorgenti impulsate.

Per quanto riguarda gli amplificatori ottici per la terza finestra di comunicazione esistono diverse tecnologie che includono gli amplificatori in fibra drogata con Erbio, gli amplificatori a semiconduttore, gli amplificatori Raman sia in modalità distribuita che concentrata e gli amplificatori in guida d’onda.
L’amplificatore come evidenziato all’interno del progetto stesso, rappresenta l’elemento di guadagno per tutti gli schemi proposti e determina, quindi, le tecnologie disponibili anche per gli altri dispositivi (laser sintonizzabile con emissione continua e laser con emissione impulsata).
Lo sforzo sia a livello industriale che a livello di ricerca per queste tecnologie è la riduzione dell’ingombro [1], l’aumento della potenza di saturazione [2], la riduzione della cifra di rumore e l’incremento di guadagno [3]-[5].

Per quanto riguarda i laser sintonizzabili [6], l’impegno è profuso per >>>