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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Time-varying metaphotonics via reverse engineering

Descripción del proyecto

Dispositivos fotónicos reprogramables mediante diseño inverso de materiales variables en el tiempo

Los materiales variables en el tiempo permiten modular de forma dinámica sus propiedades ópticas mediante excitación lumínica en escalas temporales ultrarrápidas. Este comportamiento abre nuevas posibilidades para el desarrollo de dispositivos nanofotónicos reprogramables. No obstante, diseñar sistemas de este tipo sigue entrañando dificultados. Esto se debe a la naturaleza intrínsecamente dependiente del tiempo de los fenómenos implicados y a las limitaciones de los métodos disponibles, que se centran en gran medida en configuraciones estáticas. En el proyecto TEMPORE, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, se desarrollarán metodologías teóricas e informáticas en el dominio del tiempo para el diseño inverso de sistemas nanofotónicos a gran escala con dinámica temporal ultrarrápida. El trabajo del proyecto se inspira en los principios de adaptabilidad de la planificación urbana contemporánea. En este marco, se introduce el concepto de «ciudades a escala nanométrica». En él, arquitecturas complejas se diseñan para modular de forma dinámica las interacciones entre la luz y la materia. El proyecto TEMPORE proporcionará estrategias de diseño escalables para dispositivos reconfigurables de nueva generación destinados a tecnologías fotónicas clásicas y cuánticas.

Objetivo

Among the most transformative frontiers in nanophotonics are time-varying materials, whose optical properties can be dynamically modulated on femtosecond to picosecond timescales in response to external stimuli, such as light pulses, enabling ultrafast control over light-matter interactions. These materials hold the promise to enable the next generation of dynamic and tunable metaphotonic devices with reprogrammable functionalities. Transparent conductive oxides belong to this category of materials offering ultrafast refractive index modulation based on carrier refraction and nonlinear effects.

Despite the enormous potential of time-varying materials, the design of such systems remains a significant challenge due to the complexity of time-dependent phenomena and the limitations of current reverse engineering (or inverse design) methods, which are predominantly tailored for static systems subject to continuous-wave excitation.

To address this gap, TEMPORE will develop novel methodologies of reverse engineering for large-scale, time-varying nanophotonic systems based on the ultrafast refractive index modulation of transparent conductive oxides. Inspired by architectural concepts for modern city planning which need to be adaptable and sustainable, this proposal introduces the concept of “nanoscale cities”: nanophotonic systems designed using architecture-inspired principles to achieve advanced time-dependent and dynamic functionalities. By combining transient material models, pump-probe operation, and highly scalable and efficient solvers on high-performance computing, we will address some of the most pressing challenges in time-varying ultrafast integrated metaphotonics. By unlocking the design and optimization of complex multi-material systems with time-dependent objectives in the linear and nonlinear regime, TEMPORE will drive advancements in reconfigurable and high-performance photonic devices for applications in classical and quantum optical technologies.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

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Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2025-COG

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Institución de acogida

GOTTFRIED WILHELM LEIBNIZ UNIVERSITAET HANNOVER
Aportación neta de la UEn
€ 1 999 996,00
Dirección
WELFENGARTEN 1
30167 Hannover
Alemania
Región
Niedersachsen Hannover Region Hannover
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 1 999 996,00

Beneficiarios (1)