Opis projektu
Nowatorskie hybrydowe urządzenia fotoniczne do zaawansowanego przetwarzania optycznego
Celem finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projektu GRAPHICS jest opracowanie innowacyjnych rozwiązań fotonicznych wykorzystujących hybrydową platformę grafenowo-półprzewodnikową pozwalającą na przetwarzanie sygnałów przez całkowicie optyczne urządzenia. Tego rodzaju architektury mogą przyczynić się do rozwoju trasowania optycznego oraz przetwarzania sygnałów optycznych w układach krzemowych, tworząc nowe możliwości opracowywania rozwiązań w zakresie komunikacji, przesyłu danych i połączeń międzysystemowych. Zespół projektu GRAPHICS opracuje także rozwiązania łączące fotonikę i mikroelektronikę oparte na platformach zgodnych z technologią CMOS. Prace badaczy skupią się na dwóch rodzajach nieliniowych urządzeń optycznych, wykorzystujących wyjątkowe nieliniowe właściwości grafenu – zintegrowanych impulsowych mikrolaserach opartych na krzemie i materiałach z grupy III-V, a także całkowicie optycznych rozwiązaniach do przetwarzania sygnałów. Możliwość dostosowywania właściwości grafenu umożliwi budowę elastycznych i rekonfigurowalnych urządzeń optycznych, dzięki którym zespół projektu GRAPHICS opracuje nową generację zintegrowanych obwodów fotonicznych wykorzystujących grafen do obsługi danych optycznych z wysoką przepustowością.
Cel
"GRAPHICS aims at developing novel chip-based photonic devices for all-optical signal processing in graphene/ semiconductor hybrid platforms. The resulting architectures will be the cornerstone of a disruptive optical routing and processing technology on silicon chips for communications as well as Datacom and interconnect applications. These will also pave the way towards the photonic-microelectronic convergence, through the realization of CMOS compatible platforms.
Our research program will focus on two main classes of nonlinear optical devices: (1) integrated pulsed III-V/ Si microlasers, and (2) all-optical signal processing devices, relying on two distinct nonlinear features of graphene, i.e. its saturable absorption and its nonlinear Kerr response, respectively. In addition, the capability of tuning graphene properties electrically will allow us to create fundamentally flexible and reconfigurable intelligent optical devices.
The two classes of nonlinear devices targeted in the project represent significant achievements in their own right. However, they share some scientific and technological challenges. For instance, relevant strategies must be found for enhancing the typically low interaction of light with the monolayer of carbon atoms, as needed for the device miniaturization. Here, we will combine graphene with the nanophotonic toolbox -microcavities, or slow light photonic crystals- to enhance the light-graphene interaction and realize compact chip-scale devices. More fundamentally, these two classes of nonlinear devices will jointly contribute to shape the long-term vision of a fully integrated photonic platform, in which the pulsed microlaser delivers directly on-chip the optical peak power necessary to trigger all other ""intelligent"" devices onto the same circuit. GRAPHICS will therefore help to ""draw"" a novel generation of photonic integrated circuits and architectures, with graphene playing a key role, to be used for managing high-speed optical data."
Dziedzina nauki
- engineering and technologymaterials engineeringcrystals
- engineering and technologynanotechnologynano-materialstwo-dimensional nanostructuresgraphene
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsignal processing
- natural sciencesphysical sciencesopticslaser physicspulsed lasers
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringinformation engineeringtelecommunications
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
69134 Ecully
Francja