Formador de Feixe Fotônico Integrado Monolítico

• Processo: 23/09366-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Telecomunicações
• Pesquisador responsável: Hugo Enrique Hernández Figueroa
• Beneficiário: Silvio Domingos Silva Santos
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/11380-5 - CPTEn - Centro Paulista de Estudos da Transição Energética, AP.CCD
• Assunto(s): LIDAR Fotônica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: integrated optics | Lidar | Optical beam steering | Optical communications | Optical phased array | Fotônica

Resumo

O direcionamento de feixe ou escaneamento é crucial na implementação de várias aplicações tecnológicas, por exemplo, LiDAR, comunicações ópticas, usinagem a laser e impressão 3D. As tecnologias atuais que permitem a geração de direcionamento de feixe podem ser realizadas pelos dispositivos dinâmicos de formação de feixe optoeletrônicos que dependem de um meio ativo, como materiais de óxido condutor transparente (TCO), poços quânticos múltiplos (MQW), MEMS, cristais líquidos ou materiais de mudança de fase.Outro aspecto importante a ser levado em consideração na fabricação desses dispositivos formadores de feixe é sua arquitetura de forma compacta ou monolítica, que por sua vez leva a uma solução compacta, produzida usando processos de escala de lâmina, mantendo assim a promessa de baixo custo e fabricação em massa.No entanto, em tais sistemas, uma série de desvantagens tornam-se problemas críticos, por exemplo, perda de inserção de energia do laser, campo de visão limitado (FOV), vulnerabilidade a vibrações e choques, baixa durabilidade mecânica, tamanho volumoso e assim por diante. Além dessas desvantagens, a produção de lóbulos laterais ao lado do feixe principal reduz a eficiência da direção. A fim de superar esses problemas, várias plataformas de direção de feixe miniaturizadas demonstradas na literatura, como arranjos ópticos em fase em escala de chip e dispositivos ópticos planos baseados em metasuperfícies, podem ser adaptadas de forma realista para aplicações específicas para atender aos requisitos de operação de multicomprimento de onda, alcance, resolução , polarização, precisão de profundidade, FOV, escalabilidade de produção e integração on-chip de baixo custo. Assim, a estratégia deste projeto de Pós-Doc é projetar, fabricar e caracterizar um formador de feixe integrado baseado em antenas de arranjo aperiódico de fase óptica dielétrica (DOPAAAs). Esperamos ser capazes de implementar protótipos de direcionamento de feixe compactos e integrados ao mesmo tempo em que atendam às especificações ópticas e de fator de forma, projetos para reduzir peso, consumo de energia, contagem de peças, custo, latência e sensibilidade ambiental à temperatura, umidade e vibração.