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  1. 2018-Atual. Guias de onda nanometricas em vidros telurito para fotonica integrada.
     Descrição: As tecnologias de multiplexação por comprimento de onda (WDM, Wavelength Divison Multiplexing) e os amplificadores ópticos a fibra dopada com Érbio (EDFAs, Erbium Doped Fiber Amplifiers) têm sustentado o impressionante aumento na capacidade dos sistemas de comunicações ópticas (~1000 vezes em 10 anos) viabilizando a Internet durante a década dos 90 e parte dos anos 2000. Atualmente, porém, os serviços de Internet mais recentes, como por exemplo, a transmissão de vídeo e jogos em linha de alta definição, junto a potenciais novas aplicações como por exemplo, a chamada Internet das coisas, com uma previsão de ~50 bilhões de dispositivos conectados até 2020 certamente irão a gerar um incremento nessa demanda que acabara excedendo a capacidade dos sistemas instalados com a presente tecnologia. Uma estimação conservadora de incremento no trafego de dados de 26 % ao ano nas próximas duas décadas faria que as redes óticas atuais tenham que suportar um aumento de trafego de informação de ~100 vezes. Os aumentos nas demandas de energia e de espaço físico para permitir uma expansão dessa magnitude são inviáveis. Uma opção para ter um aumento significativo de capacidade é desenvolver novos amplificadores ópticos que possuam: a) Grande largura de banda, tal que com um único dispositivo seja possível cobrir a maior largura espectral possível, b) Capacidade de amplificação em diferentes regiões espectrais com um dispositivo, mas que ainda com larguras de banda moderadas, resultem em larguras de banda maiores ao unir vários de tais dispositivos com amplificação nas diferentes regiões espectrais. Nessa linha, os amplificadores paramétricos (OPAs, Optical Parametric Amplifiers) correspondem a uma tecnologia com tais qualidades. Seu funcionamento está baseado no processo não linear de mistura de quatro onda (FWM, Four Wave Mixing), que depende da susceptibilidade de terceira ordem do meio material com o qual está feito o guia de onda. Ademais, os novos dispositivos devem ser desenhados para que possam estar integrados com a fotônica integrada de silício. O silício tem limitações devidas a outros efeitos não lineares, como absorção de dois fótons (TPA, Two-Photon Absorption) e de portadores livres (FCA, Free Carrier Absorption), efeitos que limitam o ganho paramétrico na região de 1550 nm e degradam fortemente a qualidade dos sinais modulados. Uma alternativa para superar as limitações explicitadas consiste em obter OPA baseado em um nano-guisa de onda tipo canal, com núcleo de vidro telurito e casca de SiO2, com uma curva de dispersão otimizada para maximizar a banda de amplificação, sendo essa a proposta do projeto que se pretende desenvolver. O primeiro passo é obter um filme fino de vidro telurito em um waffer de silício com uma camada de SiO2 de 3 mm na superfície. Sobre esse filme fino será efetuada agravação do guia de onda e a corrosão para obter o guia. O crescimento do filme fine será feito pelo Prof. Dr. Eugenio Rodriguez Gonzalez (CICATA, Altamira, México), e Prof. Dr. Roberto Narro Garcia, (UACH, México). A gravação e corrosão da guia de ondas será feita em colaboração com o Dr. Julian Pita (Unicamp). A caracterização será feita em colaboração com o Prof. Dr. Ivan Aldaya e Prof. Dr. Marcelo Abbade da Unesp (campus São João da Boa Vista) e o Prof. Dr. Eric Fagotto (PUC-Cmpinas).. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Jorge Diego Marconi - Integrante / Marconi, J.D. - Coordenador / Eugenio Rodriguez Gonzalez - Integrante / Ivan Aldaya - Integrante / Marcelo Abbade - Integrante / Julian Pita - Integrante / Eric Fagoto - Integrante.
     Membro: Jorge Diego Marconi.
  2. 2018-Atual. Guias de onda nanometricas em vidros telurito para fotonica integrada.
     Descrição: As tecnologias de multiplexação por comprimento de onda (WDM, Wavelength Divison Multiplexing) e os amplificadores ópticos a fibra dopada com Érbio (EDFAs, Erbium Doped Fiber Amplifiers) têm sustentado o impressionante aumento na capacidade dos sistemas de comunicações ópticas (~1000 vezes em 10 anos) viabilizando a Internet durante a década dos 90 e parte dos anos 2000. Atualmente, porém, os serviços de Internet mais recentes, como por exemplo, a transmissão de vídeo e jogos em linha de alta definição, junto a potenciais novas aplicações como por exemplo, a chamada Internet das coisas, com uma previsão de ~50 bilhões de dispositivos conectados até 2020 certamente irão a gerar um incremento nessa demanda que acabara excedendo a capacidade dos sistemas instalados com a presente tecnologia. Uma estimação conservadora de incremento no trafego de dados de 26 % ao ano nas próximas duas décadas faria que as redes óticas atuais tenham que suportar um aumento de trafego de informação de ~100 vezes. Os aumentos nas demandas de energia e de espaço físico para permitir uma expansão dessa magnitude são inviáveis. Uma opção para ter um aumento significativo de capacidade é desenvolver novos amplificadores ópticos que possuam: a) Grande largura de banda, tal que com um único dispositivo seja possível cobrir a maior largura espectral possível, b) Capacidade de amplificação em diferentes regiões espectrais com um dispositivo, mas que ainda com larguras de banda moderadas, resultem em larguras de banda maiores ao unir vários de tais dispositivos com amplificação nas diferentes regiões espectrais. Nessa linha, os amplificadores paramétricos (OPAs, Optical Parametric Amplifiers) correspondem a uma tecnologia com tais qualidades. Seu funcionamento está baseado no processo não linear de mistura de quatro onda (FWM, Four Wave Mixing), que depende da susceptibilidade de terceira ordem do meio material com o qual está feito o guia de onda. Ademais, os novos dispositivos devem ser desenhados para que possam estar integrados com a fotônica integrada de silício. O silício tem limitações devidas a outros efeitos não lineares, como absorção de dois fótons (TPA, Two-Photon Absorption) e de portadores livres (FCA, Free Carrier Absorption), efeitos que limitam o ganho paramétrico na região de 1550 nm e degradam fortemente a qualidade dos sinais modulados. Uma alternativa para superar as limitações explicitadas consiste em obter OPA baseado em um nano-guisa de onda tipo canal, com núcleo de vidro telurito e casca de SiO2, com uma curva de dispersão otimizada para maximizar a banda de amplificação, sendo essa a proposta do projeto que se pretende desenvolver. O primeiro passo é obter um filme fino de vidro telurito em um waffer de silício com uma camada de SiO2 de 3 mm na superfície. Sobre esse filme fino será efetuada agravação do guia de onda e a corrosão para obter o guia. O crescimento do filme fine será feito pelo Prof. Dr. Eugenio Rodriguez Gonzalez (CICATA, Altamira, México), e Prof. Dr. Roberto Narro Garcia, (UACH, México). A gravação e corrosão da guia de ondas será feita em colaboração com o Dr. Julian Pita (Unicamp). A caracterização será feita em colaboração com o Prof. Dr. Ivan Aldaya e Prof. Dr. Marcelo Abbade da Unesp (campus São João da Boa Vista) e o Prof. Dr. Eric Fagotto (PUC-Campinas).. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Jorge Diego Marconi - Integrante / Marconi, J.D. - Coordenador / Eugenio Rodriguez Gonzalez - Integrante / Ivan Aldaya - Integrante / Marcelo Abbade - Integrante / Julian Pita - Integrante / Eric Fagoto - Integrante.
     Membro: Jorge Diego Marconi.
  
  

Prêmios e títulos