Descrizione del progetto
Un innovativo laser al femtosecondo
I laser al femtosecondo hanno consentito di misurare direttamente le frequenze ottiche e di realizzare gli orologi ottici, e dispongono anche di un grande potenziale per una vasta gamma di applicazioni. Ciononostante, tali potenzialità sono limitate dalle grandi dimensioni di questa tecnologia e dagli elevati costi associati. Il progetto FEMTOCHIP, finanziato dall’UE, realizzerà un laser completamente integrato su scala chip a modo bloccato che dispone delle specifiche relative a energia dell’impulso, potenza di picco e jitter che caratterizzano un sistema laser a fibra delle dimensioni di una scatola da scarpe. L’innovazione consentirà l’esecuzione di una considerevole quantità di applicazioni per laser al femtosecondo. Il progetto affronterà sfide di importanza chiave per agevolare una potenza di picco e una sovrapotenza a impulsi elevati, effettuando al contempo la soppressione delle instabilità legate alla tecnica di Q-switching. FEMTOCHIP eseguirà una produzione a impulsi brevi mediante la compensazione della dispersione su chip e l’assorbimento artificiale saturabile.
Obiettivo
Over the last 20 years, femtosecond lasers have led to a host of novel scientific and industrial instrumentation enabling the direct measurement of optical frequencies and the realization of optical clocks, a Nobel Prize winning technology. Initially developed for fundamental science, the potential of femtosecond lasers for a wide range of cross-disciplinary applications has been demonstrated, including e.g. those in optical telecommunication, photonic analog-to-digital conversion, ultra-high precision signal sources for the upcoming quantum technologies and broadband optical spectroscopy in the environmental or bio-medical sciences and many more.
Although, impressive cross-disciplinary demonstrations of the potential of femtosecond lasers are numerous, the technology has been hampered by its large size and high cost per system. The existing mode-locked semiconductor diode laser technology does not fulfil the needed performance specifications. The aim of the FEMTOCHIP project is to deliver a fully integrated chip-scale mode-locked laser with pulse energy, peak power and jitter specifications of a shoebox sized fiber laser system enabling a large fraction of the above-mentioned applications. Key challenges addressed are large cross-section, high gain, low background loss waveguide amplifiers, low loss passive waveguide technology and chirped waveguide gratings to accommodate high pulse peak power, to suppress Q-switching instabilities and to implement short pulse production by on-chip dispersion compensation and artificial saturable absorption.
Therefore, the FEMTOCHIP consortium is composed of leaders in CMOS compatible ultra-low loss integrated SiN-photonics, rare-earth gain media development and deposition technology as well as ultrafast laser physics and technology for design, simulation and characterization to identify and address the key challenges in demonstrating a highly stable integrated femtosecond laser with table-top performance.
Campo scientifico
- engineering and technologymaterials engineeringfibers
- natural sciencesphysical sciencesopticslaser physicsultrafast lasers
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssemiconductivity
- natural sciencesphysical sciencesquantum physicsquantum optics
- natural sciencesphysical sciencesopticsspectroscopy
Parole chiave
Programma(i)
Invito a presentare proposte
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Meccanismo di finanziamento
RIA - Research and Innovation actionCoordinatore
22607 Hamburg
Germania