Verso modulatori di ampiezza per il medio infrarosso integrati ultraveloci e a banda larga. = Towards ultrafast and broadband integrated mid-infrared amplitude modulators.

Il campo della fotonica integrata ha subito enormi sviluppi negli ultimi decenni. Sebbene le tecnologie in questo campo siano ben sviluppate per le regioni dello spettro elettromagnetico come il visibile e il vicino infrarosso, altre regioni come il medio infrarosso si basano ancora su ingombranti dispositivi free-space che devono essere allineati sui banchi ottici di misura. L'assenza di dispositivi integrati limita i possibili sviluppi applicativi del medio infrarosso. Tra i dispositivi che attualmente non risultano ancora integrati ci sono quelli in grado di modificare l'ampiezza, la fase e la polarizzazione della radiazione elettromagnetica del medio infrarosso. Questo compito è generalmente svolto dai modulatori, che sono fondamentali per applicazioni in campi come le telecomunicazioni e la spettroscopia. In questo contesto si colloca l'attività del tirocinio, in particolare nel più ampio progetto volto alla realizzazione di un modulatore di ampiezza integrato per il medio infrarosso, con elevata velocità operativa (fino a 40 GHz di banda) e basso consumo energetico, basato su un sistema integrato in guida d'onda. Il funzionamento sarà progettato per lunghezze d'onda di 8.5μm, al centro di una finestra di trasparenza atmosferica adatta per applicazioni di telecomunicazione e spettroscopia. Il lavoro sviluppato nel tirocinio verte sull'acquisizione di conoscenze nel campo dei circuiti fotonici integrati, con particolare attenzione allo studio della fisica delle guide d'onda, delle loro perdite e della loro caratterizzazione optoelettronica, insieme alla loro fabbricazione in cleanroom. Una parte consistente del lavoro è dedicata alle simulazioni elettromagnetiche di guide d'onda dielettriche basate su materiali III-V per comprenderne il design e le cause delle perdite insieme con un primo design del setup sperimentale e caratterizzazione dei componenti ottici presenti in esso.