L'attività di ricerca sarà finalizzata allo studio di soluzioni atte a limitare gli effetti di allargamento impulsivo in sistemi ottici per lunga distanza, in presenza di dispersione cromatica, dispersione di polarizzazione ed effetti non lineari, in modo da estendere i limiti di aumento di capacità vuoi sul singolo canale trasmissivo, vuoi su aggregati di molti canali WDM.

La ricerca, svolta presso l'Università di Padova, ha dato luogo ad un brevetto.

Università di Padova, Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione
 

Prof. A. Galtarossa
 

Ing. D. Setti
 

Ing. P. Franco

Il programma scientifico della ricerca è centrato sullo studio delle proprietà ottiche e strutturali di sistemi vetroceramici nanostrutturati a base di silice comprendenti dispersioni di ioni luminescenti, di ioni sostituzionali del silicio e di aggregazioni cristalline submicrometriche indotte per attivazione termica da queste dispersioni.

Il programma prevede sia un'attività di caratterizzazione e di studio di proprietà fisiche, sia un'attività di progettazione e controllo di processi di sintesi.

In questo lavoro si studieranno numericamente strutture di fotorilevazione in germanio policristallino accoppiate a guide ottiche che, ottimizzate in modo da massimizzare la capacità di raccolta delle cariche fotogenerate e l'assorbimento della luce, siano in grado di offrire prestazioni competitive con dispositivi commerciali per il vicino infrarosso, sia in termini di costo (proiettato), che di velocità di risposta, responsività e copertura spettrale.
 

Dipartimento di Ingegneria Elettronica - Università Roma Tre
 

Prof. C. Conti
 

A. Altieri, L. Colace

Scopo della ricerca è la progettazione, sintesi e caratterizzazione di nuovi materiali organici unzionali dotati di elevate sezioni d'urto per assorbimento a due fotoni e di specifiche funzionalità, sia chimiche che chimico-fisiche, tali da permetterne lo sfruttamento in applicazioni avanzate quali la microscopia di fluorescenza indotta da assorbimento a due fotoni, imaging statico e dinamico di target biologici, terapia fotodinamica e fotopolimerizzazione ad elevata risoluzione.
 

Università degli Studi di Milano Bicocca, Dipartimento di Scienza dei materiali
 

Prof. G. Pagani
 

Dr. L. Baverina
 

Dr. M. Romagnoli

La tendenza a ridurre la dimensione dei dispositivi fotonici ha portato all'utilizzo di materiali ad alto indice di rifrazione, che consentono la realizzazione di strutture ad elevato contrasto in grado di confinare la radiazione elettromagnetica in spazi paragonabili alla lunghezza d'onda.
La necessità di elaborare i segnali ottici in tali strutture ha spronato la ricerca tecnologica verso soluzioni atte ad alterare la risposta ottica dei materiali ovvero controllarne l'indice di rifrazione, la birifrangenza, l'attenuazione, la fase etc. in modo da poter gestire effetti di commutazione ("switching"), reindirizzamento (''re-routing"), modulazione, confinamento.

Nell'ambito di una piattaforma integrata per lo sviluppo di funzionalità ottiche, sia essa in ossidi (vetri) o in semiconduttori (silicio), la possibilità di fornire versatilità e flessibilità a circuiti planari (Planar Lightwave Circuits, PLC) mediante l'uso di materiali a risposta controllabile risulta, quindi, estremamente appetibile. E' in questo scenario che oggi viene largamente considerato l'utilizzo di polimeri e cristalli liquidi per aggiungere "flessibilità funzionale" a PLC di natura tecnologia.

Obiettivo di questa ricerca è lo studio e l'individuazione di soluzioni applicative che permettano di sfruttare la fisica dei cristalli liquidi per rendere flessibili e versatili PLC per l'elaborazione elettro-ottica di segnali.

Il raggiungimento degli obiettivi sarà ottenuto mediante l'analisi teorico-numerica di configurazioni ibride a cristalli liquidi su strutture guidanti a semiconduttore od ossido, in modo da conservare le proprietà guidanti dei PLC e da attribuire loro capacità di "tuning" mediante la tensione applicata. Tra le geometrie candidate allo studio vanno citati elementi codirezionali e controdirezionali (''mode mixer", accoppiatore coerente, riflettori a "feedback" distribuito), a larga banda o selettivi mediante risonanza ("traveling-wave add-drop resonators") sintonizzabili elettricamente.

L'uso di cristalli liquidi dovrebbe consentire:

1. l'integrazione planare a basso costo con PLC già sviluppati;

2. il controllo esterno e sintonizzabilità mediante bassi livelli di tensione applicata (lV);

3. La trasparenza dei dispositivi in tutto l'intervallo NIR d'uso per TLC;

4. la completa compatibilità di materiali, tecniche e funzioni con i PLC della piattaforma.

Università degli Studi di Roma Tre- Pirelli Labs

Assanto

Romagnoli

Nel campo delle comunicazioni ottiche a larga banda, soprattutto per quanto riguarda applicazioni in reti locali, appare importante studiare e sviluppare materiali e dispositivi di tipo innovativo in grado di realizzare svariate funzioni ottiche (splitters, amplificatori, compensatori di dispersione, array di laser, ecc.) a basso costo e con dimensioni ridotte. Nell'ambito di questo tema generale, si propone una ricerca triennale che, utilizzando nuovi materiali dielettrici di tipo vetroso, cristallino o polimerico, proponga nuove funzionalità ottiche e realizzi dispositivi fotonici avanzati mediante tecniche innovative.
In particolare si vuole utilizzare la scrittura con impulsi laser a femtosecondi di elevata energia. Questa tecnica consiste nell'irraggiare il materiale mediante un fascio laser a femtosecondi, realizzando, nel punto di fuoco, una variazione locale di indice di rifrazione dovuta all'assorbimento di più fotoni.

L'assorbimento multi-fotone consente di generare una variazione di indice in un volume di dimensioni molto ridotte.
La caratteristica altamente nonlineare del processo consente infatti di superare il limite convenzionale dovuto alla diffrazione, e di raggiungere una risoluzione spaziale micrometrica o addirittura submicrometrica.
Tramite opportuna movimentazione del punto di fuoco è possibile così generare guide ottiche a canale, attive o passive, di notevole precisione e di qualsivoglia forma.
Inoltre, poiché i materiali utilizzati sono di solito trasparenti alla radiazione incidente, è possibile focalizzare il fascio nel volume del materiale stesso generando strutture tridimensionali.
Ciò offre la possibilità di realizzare, in maniera semplice e diretta, circuiti ottici e, possibilmente, cristalli fotonici o memorie olografiche tridimensionali ad elevata densità.
I materiali così modificati possono esibire una varietà di funzioni innovative di tipo ottico utili per i dispositivi fotonici di futura generazione, con elevata flessibilità di lavorazione e con processi di fabbricazione intrinsecamente non inquinanti.

Nel corso di questo progetto, si intende studiare i processi alla base della modificazione dell'indice di rifrazione, legati ai fenomeni di assorbimento multifotonico, variando i parametri di interazione (dimensione focale, densità di energia, lunghezza d'onda del laser, durata dell'impulso, ecc.), in modo da controllare e ottimizzare gli effetti fotoindotti.

In vista della realizzazione di dispositivi ottici, verranno esplorate varie modalità possibili di concentrazione del fascio (a punti, a scansione, in parallelo mediante ad esempio opportune maschere fotolitografiche) in modo da controllare la topologia spaziale e ottimizzare la precisione delle variazione di indice e la velocità di fabbricazione dei vari dispositivi.

Verrà inoltre esplorata la possibilità di costruire nano emettitori organici (polifluorene, polifenilene) mediante formazione di nanostrutture via laser a femtosecondi sull'anodo del dispositivo (tipicamente ossido di indio e stagno, ITO).
 

Fondazione Politecnico
 

Prof. Svelto
 

Ing. Grasso

Ing.Marco Ornigotti

Prof. Orazio Svelto

D.ssa Serenella Sforza