Chaveamento eletro-óptico amplificado baseado em injeção multipulso em amplificadores ópticos a semicondutor

Resumo

Trata-se de um pedido de bolsa de pós-doutorado, com cronograma inicial de dois anos, tendo em vista o estudo do chaveamento eletro-óptico induzido por alimentação dinâmica de corrente em amplificador óptico a semicondutor (SOA). Pretende-se chegar ao desenvolvimento de chaves ultra-rápidas para aplicações relacionadas à comutação de pacotes em redes ópticas. Esta bolsa dará continuidade ao doutorado de Napoleão S. Ribeiro, cujos principais resultados foram recentemente publicados em periódico do IEEE (N. S. Ribeiro, A. L. Toazza, C. M. Gallep, e E. Conforti, "Rise Time and Gain Fluctuations of an Electrooptical Amplified Switch Based on Multipulse Injection in Semiconductor Optical Amplifiers," IEEE-LEOS Photonics Technology Letters, Vol. 21, No. 12, pp. 769-771, June 15, 2009. O projeto será realizado junto ao grupo de pesquisa do DMO-FEEC-Unicamp, sendo parte integrante do Plano de Pesquisa junto ao CEPOF (Centro em Óptica e Fotônica) da Fapesp. Apesar de o candidato já ter realizado mestrado e doutorado com o mesmo supervisor, este projeto é essencial para as pesquisas do CEPOF. Além disso, vários membros desta equipe foram recentemente absorvidos pela indústria ou órgão públicos, sendo que a saída de Napoleão Ribeiro neste momento traria prejuízos irreparáveis às pesquisas do CEPOF-Fapesp já aprovadas e alocadas ao grupo do Prof. Conforti.O candidato foi bolsista Fapesp em projeto de doutorado no país (atualmente em fase de redação da tese), com duração total de 3 anos (processo Processo FAPESP nº 2006/55074-5 "Transistor óptico ultra-rápido de alto ganho em faixa larga"). O candidato também concluiu mestrado na Unicamp com bolsa da CAPES, com trabalhos na mesma área de pesquisa.De forma sucinta, o projeto visa principalmente responder duas questões levantadas por dois revisores do trabalho supracitado: Revisor 1: "If the authors were to design an SOA for fast switching, what would be the recommended length and structure of the device? It is written that the dynamic gain fluctuations are a result of unavoidable small capacitances and inductances in the SOA chip and encapsulation. Surely a specifically designed SOA might reduce some of these?" Revisor 2: "A potentially more enlightening area of research would be to predict the required waveforms for fast switching". Para tanto deve-se aprofundar a análise dos requisitos para a otimização de um chip de SOA, específicamente para chaves eletro-ópticas ultra-rápidas, sendo necessário dimensionar os parâmetros que possam aumentar a velocidade de chaveamento, envolvendo tanto a cavidade óptica ativa, assim como do encapsulamento do SOA (impedância e tamanho das microlinhas, capacitâncias e indutâncias parasitas, etc.). Para atender a estes objetivos, serão utilizados softwares já adquiridos tais como o VPI e o Agilent ADS, assim como o software Z-SOA já desenvolvido pelo grupo. Por outro lado, será feita uma análise que possa prever as melhores formas de onda (experimentais e teóricas) de corrente requeridas para o chaveamento rápido. Desta forma, serão utilizados tanto os softwares supra citados como uma nova montagem experimental em mesa óptica com microscópio, a qual permite utilizar os SOAs em forma de chip. Finalmente, será testado um novo tipo de SOA em chip com cavidade ativa tipo quantum dash (QD) recentemente desenvolvido pela Alcatel e a ser adquirido para este projeto (este SOA-QD possui menor tempo de vida dos portadores e tem potencial para chaveamento mais rápido - a ser confirmado). Este projeto deverá iniciar o estudo das possíveis vantagens de futuras nanotecnologias ao analisar as nanoestruturas QD dos SOAs, assim como a integração eletrônica-fotônica (possível para as nanoestruturas), pois na fase atual estas duas últimas tecnologias estão separadas no chaveamento do SOA, causando o aumento das capacitâncias e indutâncias parasitas. Este trabalho também deverá envolver o desenvolvimento da dissertação de mestrado de Rafael Carvalho Figueiredo. (AU)