Elaborazione non lineare di segnali ottici nello spettro e nel tempo

    Project: Research project

    Project Details

    Description

    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 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 Telecomunicazioni, dello Spazio, della Difesa, della Biologia, della Chimica, della Spettroscopia e della Metrologia. L’attività di misura riguarderà la caratterizzazione ottica non lineare di strutture guidanti in LN e in LT con SPP uniforme per quasi accordo di fase (QPM), mediante la conversione a frequenza doppia di fasci impulsati nel vicino infrarosso (0.7-1.0um, 1.1-1.6um); la caratterizzazione parametrica di strutture guidanti in LN ed LT con polarizzazione periodica superficiale a domini QPM ingegnerizzati per l’elaborazione ottica di impulsi a fs e a ps nel visibile e nell’ultravioletto; la caratterizzazione parametrica di strutture guidanti 2D in LN ed LT con polarizzazione periodica superficiale in reticoli esagonali (HexLN), studiando Second Harmonic Generation e Backward Second Harmonic Generation in presenza di risonanze multiple nel piano di propagazione.

    Layman's description

    OBIETTIVI L’attività di Ricerca proposta in questo contesto ha come unico 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, realizzare e caratterizzare una nuova classe di componenti fotonici, periodici e aperiodici, realizzati in Niobato e in Tantalato di Litio (LN ed LT). Essendo la conoscenza dei fenomeni fisici che stanno alla base del funzionamento di tali dispositivi indispensabile per la loro progettazione e la loro ottimizzazione, anche lo studio dei fondamenti teorici riveste un'importanza fondamentale in tutto il progetto. Questo tipo di indagine, congiunta alla possibilità di realizzare nanostrutture ottiche e di poter eseguire su queste una intensa attività sperimentale, rappresenta anche un terreno fertile per lo sviluppo di idee innovative che possano avere applicazioni immediate. Il programma ed i compiti dell’Unità di ricerca saranno supportati: dall'esperienze pregresse e, dunque, dal contributo in termini di specializzazione dei singoli componenti del gruppo; da un agile coordinamento; dalle collaborazioni internazionali; dalla dotazione complessiva di strumentazione e risorse di calcolo e dagli investimenti in termini di capitale umano (Dottorandi di Ricerca, Assegnisti, Docenti, Ricercatori esterni) e nuove attrezzature che saranno accessibili attraverso il finanziamento di questo progetto di ricerca. Per portare a compimento questa ricerca interdisciplinare diverse competenze teoriche, tecnologiche e sperimentali devono essere integrate: - le simulazioni numeriche per analizzare le caratteristiche spettrali e temporali della propagazione di impulsi brevi (decine di femtosecondi) in materiali con non linearità del secondo ordine e per progettare reticoli aperiodici che consentano l’ottimizzazione dei processi parametrici oggetto di studio, - la tecnologia per la produzione di guide d’onda con domini ferroelettrici sub micrometrici e nanometrici in guide d’onda in Niobato e Tantalato di Litio per realizzare i dispositivi, - la caratterizzazione spettrale e temporale di impulsi di picosecondi e femtosecondi per dimostrare la funzionalità dei dispositivi realizzati. L’obiettivo da raggiungere nei 12 mesi di attività di ricerca si snoda, dunque, su tre assi principali: Progettazione, Fabbricazione e Misure sperimentali. METODI Per portare a compimento questa ricerca interdisciplinare diverse competenze teoriche, tecnologiche e sperimentali devono essere integrate: - le simulazioni numeriche per analizzare le caratteristiche spettrali e temporali della propagazione di impulsi brevi (decine di femtosecondi) in materiali con non linearità del secondo ordine e per progettare reticoli aperiodici che consentano l’ottimizzazione dei processi parametrici oggetto di studio, - la tecnologia per la produzione di guide d’onda con domini ferroelettrici sub micrometrici e nanometrici in guide d’onda in Niobato e Tantalato di Litio per realizzare i dispositivi, - la caratterizzazione spettrale e temporale di impulsi di picosecondi e femtosecondi per dimostrare la funzionalità dei dispositivi realizzati. Verranno realizzati e caratterizzati una nuova classe di componenti CARS e FSRS ed elaborazione di segnali ottici ultraveloci. Il primo dispositivo produrrà due treni di impulsi a banda stretta separatamente accordabili in un ampio intervallo spettrale (CARS). Il secondo dispositivo produrrà un ampio spettro all’interno del quale saranno sintetizzati sia un’onda di pompa Raman intensa e a banda stretta sia un probe Raman a banda larga (FSRS). Verranno, dunque, caratterizzati e sintetizzati segnali ottici ultraveloci elaborati in maniera completamente ottica da dispositivi integrati CARS e FSRS. Le metodologie richieste saranno, per quanto riguarda la caratterizzazione lineare: l’esecuzione della diagnostica morfolog
    StatusActive
    Effective start/end date1/1/07 → …

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