TELECOMUNICAZIONI: TROPPI DATI? ALLORA I FOTONI AL POSTO DEGLI ELETTRONI.

I circuiti fotonici integrati e la silicon photonics

Il LaNN e le nuove collaborazioni in fase di avvio per i Photonic Integrated Circuits

Silicon Photonics
Silicon Photonics
Nel campo delle telecomunicazioni è sempre più crescente la richiesta di una maggiore velocità di connessione unitamente alla capacità di trasmettere/ricevere un più ampio volume di informazioni.
Un esempio molto vicino alla vita di tutti di giorni è rappresentato dalla presenza sempre più crescente nelle nostre case di dispositivi video-on-demand osmartphone che rappresentano un concentrato di funzionalità in modalità mobile grazie appunto al diffondersi di tecnologie quali il 3G o addirittura la LTE (Long Term Evolution) .Per rispondere a tali necessità, già da alcuni anni, si sta consolidando la convinzione che sia possibile replicare quanto realizzato con i circuiti elettronici integrati, ma impiegando i fotoni al posto degli elettroni.

In altri termini si tenta di realizzare un circuito fotonico integrato: il segnale ottico viene generato mediante una sorgente laser, distribuito, filtrato e convertito in un segnale elettrico d’uscita da un singolo monolitico microchip.

Il valore aggiunto in quest’approccio è dato dall’uso del silicio come materiale di bulk e nel contempo come layer attivo grazie al quale si riesce a sfruttare tutta lasupply-chainlargamente impiegata nella microelettronica: si parla appunto di silicon photonics.

Il concetto che sta alla base di tutto ciò è la possibilità di confinare e propagare il segnale ottico all’interno di una guida d’onda di silicio, nel caso in cui essa è “affogata” nel biossido di silicio.
Ne consegue un salto d’indice molto elevato, ridottissime dimensioni e quindi larga scala di integrazione.

Vanno menzionati particolarmente i cosiddetti “due estremi” e cioè il laser ed il fotorivelatore. In questi ultimi anni si vanno consolidando soluzioni tecnologiche incentrate tutte sull’uso del Germanio come materiale attivo per la fotogenerazione e la fotorivelazione, facendo perno sulla piena compatibilità di questo materiale col silicio stesso.

Presso il Laboratorio LaNN di Veneto Nanotech è possibile realizzare, con un processo avanzato di litografia a fascio elettronico, queste strutture che richiedono capacità di risoluzione e controllo dimensionale su scala nanometrica.
Il LaNN è anche in grado di mettere a disposizione competenze e tecnologia dual beam FIB/SEM per le analisi dimensionali in termini di larghezza di guida, gap critica e rugosità delle pareti (Line Edge Roughness).
La finalità è quella di realizzare un chip di silicio fotonico e per questo obiettivo sono in corso di definizione degli accordi di collaborazione scientifica con altri due centri di eccellenza italiani: la Fondazione Bruno Kessler di Trento e la Scuola S. Anna di Pisa.
L’idea è quella di realizzare un network di conoscenze scientifiche e capabilitytecnologiche per la realizzazione dei Photonic Integrated Circuits con la possibilità di intercettare anche in ambito europeo gli obiettivi di Horizon 2020 in materia di telecomunicazioni.