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Desarrollo de un dispositivo optoelectrónico de bajo costo y banda ancha sintonizando velocidad de grupo en interface RF – Óptica

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Resumen:

El proyecto tiene la finalidad de diseñar, fabricar y caracterizar un dispositivo electroóptico integrado denominado modulador fotónico de silicio.

Objetivos:

Diseñar, fabricar y probar un modulador electróptico Mach-Zehnder de banda ancha (que contribuye a la alta velocidad de los sistemas de comunicaciones ópticas) y baja tensión de polarización (que contribuye al bajo consumo energético por bit) usando estándares de fabricación de fotónica de Silicio que también pueden ser compartidos por procesos CMOS. Esta característica hace que nuestros dispositivos, una vez probados, estén listos para su producción masiva.

Descripción

El contrato consta de dos etapas importantes: la primera consiste en la adquisición del equipamiento mayor denominado “Equipos para caracterización avanzada de materiales y dispositivos en múltiples bandas de frecuencia”, y equipamiento secundario, los cuales forman parte del Laboratorio implementado en INICTEL-UNI, mientras la segunda consiste propiamente en la ejecución del sub-proyecto “Desarrollo de un dispositivo optoelectrónico de bajo costo y banda ancha sintonizando velocidad de grupo en interface RF – Óptica”.

El sub-proyecto tiene la finalidad de diseñar, fabricar y caracterizar un dispositivo electroóptico integrado denominado modulador fotónico de silicio. Para la etapa de diseño se plantea realizar simulaciones numéricas que permitan la descripción teórica del comportamiento del dispositivo, así como la previsión de posibles errores, durante la micro fabricación, que resultan en variaciones de la geometría. Posteriormente, en la etapa de la fabricación será realizada gracias a una tercerización del servicio y usando el modelo diseñado previamente. Por último, la etapa de caracterización se realizará en múltiples bandas de frecuencia y directamente en el dado de la óblea de silicio. Esto permitirá la caracterización real del dispositivo y la comparación directa con los resultados de simulaciones numéricas. La comparación sistemática de ambos resultados permitirá culminar el ciclo de diseño de un dispositivo integrado y alzar el nivel de relevancia científica de los artículos científicos presentados por la Institución y sus colaboradoras en el diseño y caracterización de dispositivos integrados. De estos tres procesos (diseño, fabricación y caracterización), anterior al proyecto, únicamente era posible el primero, pues tenía como requerimiento únicamente herramientas computacionales. Gracias a este sub-proyecto financiado por FONDECYT, es posible adicionar al ciclo la etapa de caracterización. En proyectos futuros de deberá realizar la micro y nano fabricación en territorio nacional.

Datos Generales

  • Fecha de inicio: Octubre 2018
  • Fecha de cierre: setiembre 2021
  • Investigador Principal: Samuel Huamán
  • Co-Investigadores:
  • Ruth Rubio
  • Maria Armas Alvarado
  • Luz Adanaqué
  • Daniel Díaz
  • Aurelio Bazán
  • Co-Investigadores de Apoyo:
  • Mark Clemente
  • Jinmi Lezama

Artículos Publicados

  1. Juan, M., Prosopio-Galarza, R., & Rubio-Noriega, R. E. (2020, September). Silicon Photonics Foundry-oriented Y-junction Optimization. In 2020 IEEE XXVII International Conference on Electronics, Electrical Engineering and Computing (INTERCON) (pp. 1-4). IEEE. DOI: 10.1109/INTERCON50315.2020.9220205

  2. Prosopio-Galarza, R. R., Adanaque-Infante, L. A., Hernandez-Figueroa, H. E., & Rubio-Noriega, R. E. (2021, March). An improved 1D diode model for the accurate modeling of parasitics in silicon modulators. In Silicon Photonics XVI (Vol. 11691, p. 116910S). International Society for Optics and Photonics. DOI:10.1117/12.2578357

  3. Sanchez-Cespedes, I. A., Prosopio-Galarza, R. R., & Rubio-Noriega, R. E. (2021, March). Optimized passive design space exploration of silicon microring resonators. In Integrated Optics: Devices, Materials, and Technologies XXV (Vol. 11689, p. 116891J). International Society for Optics and Photonics. DOI: 10.1117/12.2577982

  4. Jara, F., Rubio-Noriega, R. E., Alayo, M. I., & Alvarado, M. A. (2021, March). Space exploration of AlN pedestal waveguides for phase shifting applications. In Physics and Simulation of Optoelectronic Devices XXIX (Vol. 11680, p. 1168010). International Society for Optics and Photonics. DOI: 10.1117/12.2578363

  5. Gonzalez, J., Palma, M. G., Hattink, M., Rubio-Noriega, R., Orosa, L., Mutlu, O., … & Azevedo, R. (2022). Optically connected memory for disaggregated data centers. Journal of Parallel and Distributed Computing, 163, 300-312. DOI: 10.1016/j.jpdc.2022.01.013