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Atividade Financiada

Interruptor óptico baseado num Metamaterial de silicio amorfo Eletricamente Reconfigurável

Amorphous silicon optical Switch based on an Electrically Reconfigurable Metamaterial

Referência
2022.07694.PTDC
Data de Início do Projeto
2023-03-01
Data de Fim do Projeto
2024-08-31
Investigador Principal
Coinvestigador Principal
Área Científica
Ciências da engenharia e tecnologias
Programa de Financiamento
Concurso de Projetos de I&D em Todos os Domínios Científicos - 2022 - PEX

Resumo

O objectivo do projecto ASER-Meta é a realização dum prototipo de um interruptor óptico reconfigurável 2x4, controlado electricamente por um módulo FPGA. O protótipo resultante deve ser considerado como uma prova de conceito para uma abordagem MOS active-matrix para controlar o comportamento de uma estrutura MMI de silicio amorfo, onde o índice de refracção do semicondutor é controlado por tensão como um metamaterial comutado reconfigurável. Assim, a estrutura do dispositivo é composta por um dispositivo a-Si:H MMI, coberto por uma camada fina de SiOxNy e uma matriz de contactos eléctricos Au/ITO. Devido à sua baixa condutividade intrínseca, os efeitos de transporte lateral a-Si:H estão naturalmente confinados à região da fonte de carga. Assim, uma estrutura MOS (Au/ITO/ SiOxNy /a-Si:H) pode ser utilizada, num processo muito semelhante à criação de um canal numa TFT padrão, para criar eléctrica e dinamicamente uma acumulação localizada de carga e uma alteração local correspondente do índice de refracção a-Si:H. Uma distribuição matricial destas estruturas MOS, controlada por um hardware FPGA programável, permite a configuração eléctrica dinâmica do índice de refracção do material. Na configuração proposta, cada MOS é tratado como um pixel e controlado por um esquema de matriz activa. Uma definição prévia das imagens de tensão, optimizada pela união de simulações FDTD e uma abordagem de aprendizagem da máquina, permite a operação de comutação e um controlo sobre os canais de saída, permitindo a geração de funções completamente independentes, com reconfigurabilidade em tempo real controlada pelo sistema de hardware FPGA. O estudo será dirigido para optimizar o número e a área dos pixels MOS necessários para operar a operação de comutação.

Instituições

Instituições Principais

  • Instituto Politécnico de Lisboa Instituto Superior de Engenharia de Lisboa (IPL ISEL)

Outras Instituições

  • Universitat Politècnica de València (UPV)

Financiamento 49.927,20 €

Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - Portugal

49.927,20 €