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CORDIS - Risultati della ricerca dell’UE
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UNIVERSAL SENSOR BASED ON ELECTRICALLY-PUMPED MID-INFRARED SPECTROMETER ON SILICON CHIPS

Descrizione del progetto

Analisi dei gas con spettrometri compatti a infrarossi

Rilevare e misurare minime quantità di gas serra e tossici è fondamentale per proteggere il nostro ambiente, come indicato nel piano «inquinamento zero» dell’UE. La spettroscopia nel medio infrarosso è uno strumento potente, che offre un’incredibile sensibilità fino a parti per miliardo. Tuttavia, gli strumenti attuali sono ingombranti, costosi e complessi e ne limitano l’uso ad applicazioni specializzate. Il progetto UNISON, finanziato dal CEI, intende creare una piattaforma compatta e ad alte prestazioni per la spettroscopia nel medio infrarosso. Utilizzando laser a cascata pompati elettricamente e circuiti fotonici in silicio-germanio, UNISON svilupperà un sistema scalabile con capacità di rilevamento potenziate fino all’infrarosso. La scoperta del progetto potrebbe consentire sensori portatili e compatibili con l’internet delle cose, rendendo più accessibile il rilevamento preciso dei gas per un monitoraggio ambientale diffuso.

Obiettivo

"High resolution optical spectroscopy in the mid-infrared (mid-IR) spectral range (3-12 µm wavelength) is an unambiguous way to detect and quantify small traces of greenhouse and toxic gases down to sensitivities of parts-per-billion. Such sensitivities are a prerequisite to safeguard low-pollution and toxic-free environment defined by the EU Action Plan: ""Towards a Zero Pollution for Air, Water and Soil.” However, size, cost, and general complexity of the commercially available instruments limits their use to a small number of highly specialized applications, and prevents their deployment with sufficient coverage e.g. in networks, wearable electronics, etc. Particularly in the context of Internet of Things (IoT) devices, on chip integration of spectroscopic systems would constitute a game changer for mid-IR high-precision and portable sensors.
The objective of UNISON is to address this challenge and demonstrate a highly scalable platform for infra-red spectroscopy that has both high-end performance and is compact. UNISON sensing scheme relies on dual comb spectrometers obtained by leveraging on electrically pumped cascade lasers (QCL and ICL) and on silicon-germanium (SiGe) mid-IR photonic circuits to surpass current spectroscopic systems in terms of detection bandwidth, point spacing and system compactness. UNISON is organized around 3 main cornerstones each of them relying on ambitious physical and technological challenges: (i) tunable large bandwidth frequency combs will be generated on SiGe photonics circuits by combining electro-optical comb generation, non-linear effects and dispersion engineering ; (ii) the comb sources will be pumped by novel electrically-driven cascade laser sources integrated with the SiGe photonics circuits ; (iii) compact, broadband, and sensitive interaction region for trace gas detection, designed and optimized for the SiGe platform, will be integrated with the dual comb source to showcase the sensing capability of the spectrometer.
"

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-EIC - HORIZON EIC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-EIC-2023-PATHFINDEROPEN-01

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Contributo netto dell'UE
€ 595 644,28
Indirizzo
RUE MICHEL ANGE 3
75794 Paris
Francia
Regione
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 921 926,32

Partecipanti (5)

Partner (3)