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Digital & Microwave Photonics

Digital & Microwave Photonics

Le attività dell’area possono essere divise in due tematiche principali: fotonica digitale e fotonica per le microonde.

La prima tematica mira a sviluppare sottosistemi fotonici per svolgere funzionalità digitali e analogici nel dominio ottico idoneo a operare ad alta velocità di trasmissione. Operazioni logiche, flip-flop e memorie, funzionalità di commutazione e add / drop, conversioni di lunghezza d'onda e formato di modulazione, rigenerazione e recupero del clock sono i principali sottosistemi di cui si occupa questa area sia nel caso di segnali OOK che di segnali / QAM PSK. Si stanno sviluppando sia soluzioni a componenti discreti che integrate sfruttando sia tecnologie mature che nuove e promettenti tecnologie fotoniche, (III-V, LiNbO3, silicio, ecc ..). Dimostrazioni sperimentali dei principi di funzionamento e la progettazione di realizzazioni avanzate integrate sono l’obiettivo dell’area. In passato sono stati sviluppati il primo schema di rigenerazione completamente ottico funzionante a 160 Gb/s ed il primo processore logico fotonico operante a 640 Gb/s per segnali OOK. Recentemente sono state dimostrate funzionalità fotoniche anche per segnali con diversi formati di modulazione. L’interesse di questa area comprende anche la progettazione di architetture ottiche avanzate di nodo per reti ottiche flessibili ed alta capacità.
Attualmente è in fase di investigazione il momento angolare orbitale (OAM), della luce come ulteriore dominio di commutazione, all’interno del progetto Europeo H2020 ROAM.

La fotonica a microonde riguarda lo sviluppo di ricetrasmettitori RF assistiti dalla fotonica per lo sviluppo di sistemi radar coerenti ad alta frequenza fino alle onde millimetriche (MMW), sistemi di comunicazione radio a larga banda (UWB) e sistemi per duplice uso (TLC e sorveglianza). Le tecnologie fotoniche sono utilizzate per la generazione di segnali RF per garantire estrema stabilità e flessibilità del segnale mentre il rilevamento del segnale RF è basato su ADC assistiti dalla fotonica per garantire alta risoluzione in un approccio completamente digitale, flessibilità e larghezza di banda. Sono già state effettuate prove su campo per il primo radar e il primo sistema duale basati sulle tecnologie fotoniche. I risultati ottenuti sono stati pubblicati sulla celebre rivista scientifica NATURE. Sono state esplorate anche architetture integrate di sistemi radar e lidar per applicazioni come monitoraggio ambientale, agricoltura di alta precisione e guida assistita. Prototipi integrati dei ricetrasmettitori RF basati sulla fotonica sono in fase di sviluppo sfruttando tecnologie Si e III-V. Altre attività incluse in questa area e in via di sviluppo sono:

  • Beamforming ottico per radar con antenne ad array di fase
  • Ricevitore RF a scansione ottica per applicazioni di contromisure elettroniche
  • Radar ibridi attivi e passivi ibridi basati sulla fotonica
  • Remotizzazione dell’antenna basata su sistemi in fibra ottica
  • Ricetrasmettitore RF basato sulla fotonica per applicazioni “radio over fiber”

Links:

www.phodir.eu

www.roam-project.eu