Recenti studi nel campo della silicon photonics condotti dai ricercatori dell’Istituto di Tecnologie della Comunicazione, dell'Informazione e della Percezione - TeCIP e del laboratorio CNIT di Pisa hanno meritato la copertina di settembre della prestigiosa rivista “Lasers & Photonics Reviews”. Combinando i vantaggi della fotonica e dell’elettronica, i ricercatori hanno dimostrato come migliorare le prestazioni dei micro commutatori ottici che saranno utilizzati nei data-center di prossima generazione.

Iniziato nel 2014, il lavoro presenta una dettagliata analisi sulla progettazione di commutatori ottici di circuito basati su risuonatori ad anello in silicio. La commutazione di circuito è effettuata tramite il controllo della risonanza degli anelli che avviene con l’impiego di un segnale elettronico-digitale di tipo pulse-width-modulation (PWM). L’utilizzo di un segnale PWM permette di controllare accuratamente ogni commutatore, con un risparmio di potenza di oltre il 90% rispetto a soluzioni elettronico-analogiche.

Il gruppo di ricerca di Pisa, composto da Paolo Pintus, Costanza Manganelli, Fabrizio Gambini e Claudio Oton, ha guidato la progettazione di commutatori ottici compatibili con le tecnologie di fabbricazione standard della silicon photonics e con l’elettronica di controllo, che impone rilevanti limitazioni sulle tensioni utilizzabili.

“I risultati di questa ricerca rappresentano un importante passo avanti per la realizzazione di sistemi elettronici e fotonici integrati. Le possibili applicazioni di questo lavoro forniscono una soluzione efficiente ed economica per sistemi wavelength-division-multiplexed (WDM) nei data-center di prossima generazione e per comunicazioni su chip tra processori e memorie nei futuri super-computer” spiega il Dr. Paolo Pintus, primo autore di questo lavoro e membro del team di ricerca Sant’Anna-CNIT, che ora si trova a lavorare alla University of California Santa Barbara, Stati Uniti.

Questo lavoro ha visto coinvolti anche la Technische Universität di Vienna, il laboratorio CEA-Leti di Grenoble, la University of California Santa Barbara, ed il team R&D di ERICSSON di Pisa.

La pubblicazione è disponibile on-line.