Fotoniczne układy scalone dojrzewają
Jeden układ scalony może łączyć w sobie wiele urządzeń, na przykład wzmacniaczy, multiplekserów, demultiplekserów, laserów, tłumików i detektorów. Choć elektroniczne układy scalone osiągnęły już niezwykle wysoki poziom zaawansowania, nie da się tego samego powiedzieć o ich odpowiednikach fotonicznych. Wynika to po części stąd, że ponad 95% elektronicznych układów scalonych wykonuje się z krzemu, podczas gdy do produkcji fotonicznych układów scalonych używanych jest wiele różnych materiałów. Różnorodność materiałów niweluje korzyści płynące ze zwiększania skali produkcji. Motywacją dla utworzenia projektu "Photonic integrated circuits and systems" (PICS) była wizja integracji na wielką skalę, pozwalającej łączyć w jednym układzie dziesiątki lub nawet setki podzespołów. Badacze postanowili wykorzystać istniejącą bazę produkcyjną do tworzenia nowych typów układów scalonych. Niezbędną infrastrukturę do prowadzenia zaawansowanych badań nad urządzeniami fotonicznymi i łączącymi je układami scalonymi stworzono we Włoszech, na uczelni Scuola Superiore Sant'Anna w Pizie. Przygotowano oprogramowanie symulacyjne do projektowania podzespołów fotonicznych, materiały niezbędne do produkcji fotonicznych układów scalonych oraz, co najważniejsze, pomieszczenie czyste wyposażone w najnowocześniejszy sprzęt. Projekt PICS umożliwił też nawiązanie dobrych kontaktów roboczych między specjalistami z przemysłu i środowisk akademickich. Wspólnym motywem badań prowadzonych w ramach projektu PICS było tworzenie i charakteryzowanie urządzeń fotonicznych do zastosowania w sieciach telekomunikacyjnych. Wśród konkretnych wyników należy wymienić monolityczny układ scalony umożliwiający całkowicie optyczną konwersję długości fali oraz nadajnik wielopoziomowy obejmujący różne formaty modulacji. Dodatkowo opracowano strojone nadajniki i odbiorniki optyczne w skali układów scalonych, które pozwalają zwiększać elastyczność sieci. Projekt PICS zakończył się przed czasem, lecz utworzenie nowego centrum technologii fotonicznych pozwoli całkowicie odmienić sposób rozwijania zastosowań opartych na fotonicznych układach scalonych. Ośrodek w Scuola Superiore Sant'Anna nawiązał współpracę partnerską z różnymi sektorami przemysłu i będzie czynnie uczestniczyć w tworzeniu niedrogich fotonicznych układów scalonych do różnych zastosowań, co poprawi pozycję Europy na rynkach światowych.
Słowa kluczowe
Fotonika, telekomunikacja, sieci, fotoniczne układy scalone, infrastruktura, symulacja, pomieszczenie czyste, układ scalony, nadajnik, odbiornik
