Descrizione del progetto
Sfruttare le risonanze di Fano per i dispositivi di comunicazione del futuro
L’energia consumata in tutto il mondo per la comunicazione dei dati è in costante aumento. La tecnologia fotonica che opera a velocità di trasmissione dati molto elevate con un consumo energetico ultrabasso per bit potrebbe contribuire a soddisfare in modo sostenibile il nostro crescente fabbisogno energetico. Tuttavia, i progetti dei dispositivi attuali non possono essere semplicemente ridimensionati per i dispositivi integrati di prossima generazione. Il progetto FANO, finanziato dall’UE, propone una nuova classe di dispositivi che sfruttano le risonanze di Fano per creare un nuovo specchio integrato. Utilizzando questa tecnologia, si propone di dimostrare un laser con una larghezza di banda di modulazione molto più ampia rispetto ai laser attuali, un nanolaser con una larghezza di riga significativamente inferiore rispetto ai laser a nanocavità esistenti e un commutatore che funziona in femtojoule e fornisce guadagno. Questi dispositivi consentiranno interconnessioni e reti ottiche ad alta velocità tra e all’interno dei chip.
Obiettivo
A new class of devices exploiting Fano resonances and with important applications in information technology is suggested. Typically, the resonance of a system is described by a frequency and a lifetime, leading to a Lorentzian lineshape function. If the system instead involves interference between a discrete resonance and a continuum, a Fano lineshape appears with fundamentally different characteristics. Here, the Fano resonance is used to make a novel integrated mirror, enabling realization of Fano lasers, Fano switches and quantum Fano devices. These devices challenge well-accepted paradigms for photonic devices. The goals of the project are to demonstrate a laser with modulation bandwidth greatly exceeding all existing lasers; a nanolaser with linewidth three orders of magnitude smaller than existing nanocavity lasers; and a switch that operates at femtojoule energies and provides gain. Such devices are important for realizing high-speed optical interconnects and networks between and within chips. An increasing fraction of the global energy consumption is being used for data communication, and photonics operating at very high data rates with ultra-low energy per bit has been identified as a key technology to enable a sustainable growth of capacity demands. Existing device designs, however, cannot just be scaled down to reach the goals for next-generation integrated devices. The Fano mirror will also be used to demonstrate control at the single-photon level, which will enable high-quality on-demand single-photon sources, which are much demanded devices in photonic quantum technology. These devices all rely on the unique properties of the Fano mirror, which provides a new resource for ultrafast dynamic control, noise suppression and ultra-low energy operation. Using photonic crystal technology the project will achieve its goals in a concerted effort involving development of new theory, new nanofabrication techniques and advanced experiments.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-ADG - Advanced GrantIstituzione ospitante
2800 Kongens Lyngby
Danimarca