Ingegneri dell'Università della California a San Diego, in collaborazione con il Tyndall National Institute di Cork, Irlanda, stanno sviluppando un kit di strumenti educativi per portare la fotonica integrata nel curriculum universitario di ingegneria e scienze.

Il toolkit è progettato per insegnare agli studenti universitari abilità pratiche in fotonica integrata, incluso come caratterizzare e testare i circuiti integrati fotonici, abilità che oggi vengono tipicamente acquisite al dottorato. livello. Il team prevede che l'insegnamento precoce di queste abilità consentirà a più laureati di entrare nella forza lavoro dell'industria della fotonica integrata e soddisfare la crescente domanda di tecnici e ingegneri della fotonica.

Il progetto è stato ideato da Abdelkrim El Amili, uno scienziato ricercatore presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica dell'UC San Diego. La sua squadra include Shaya Fainman, un professore di ingegneria elettrica e informatica presso la UC San Diego Jacobs School of Engineering, e Jordan Davis, un dottorato di ricerca studente nel laboratorio di Fainman. Il team dell'UC San Diego sta collaborando con i ricercatori guidati dal professor Peter O'Brien presso la linea pilota europea di imballaggi PIXAPP di Tyndall.

Il team presenta un prototipo del toolkit alla Conferenza ed esposizione sulle comunicazioni in fibra ottica del 2019 (OFC), Dal 3 al 7 marzo a San Diego.

"Questo toolkit colmerà il divario tra la crescente domanda nel mercato del lavoro della fotonica del silicio e l'offerta di tecnici e ingegneri che hanno competenze pratiche nel campo, " disse El Amili.

"Man mano che il mercato cresce, non ci saranno abbastanza laureati per colmare tutte queste opportunità perché solo il dottorato di ricerca. i laureati hanno finora le competenze pratiche in fotonica integrata. Ma imparare la progettazione di circuiti integrati, fabbricazione di dispositivi, l'imballaggio e il test non dovrebbero essere limitati al dottorato di ricerca. studenti. La nostra speranza è che portando formazione pratica sulla fotonica integrata a studenti universitari e master, questo toolkit fornirà loro le conoscenze e le competenze per colmare nuove opportunità di lavoro, " Egli ha detto.

La cassetta degli attrezzi, soprannominato Integrated Photonics Education Kit (IPEK), è una piattaforma fotonica di silicio confezionata. Gli istruttori possono utilizzarlo come parte di un corso di laboratorio di ingegneria per insegnare agli studenti gli elementi di base dei circuiti integrati fotonici. Sperimentando e armeggiando con il kit plug and play, gli studenti possono acquisire esperienza nella progettazione, assemblaggio e collaudo di circuiti integrati fotonici.

L'attuale prototipo include 6 componenti fotonici come una guida d'onda, risonatore micro-anello, specchietti Bragg corti e lunghi, filtri, e un interferometro Mach-Zehnder. Questi sono elementi costitutivi di base nell'istruzione, ricerca, e ambienti industriali. I dispositivi possono essere controllati tramite riscaldatori. Inoltre, molti di questi dispositivi sono sintonizzabili elettricamente per dimostrare all'utente varie modalità di funzionamento. Possono anche essere combinati insieme esternamente utilizzando la fibra per funzionalità fotoniche più complesse.

IPEK offre molte delle funzionalità delle piattaforme fotoniche convenzionali per una frazione del costo. Costa circa $ 1, 500 da costruire mentre l'attrezzatura per una configurazione convenzionale costa circa $ 10, 000 a $ 12, 000. E mentre le piattaforme convenzionali sono ingombranti e richiedono uno spazio di laboratorio separato, IPEK è portatile. L'attuale prototipo si adatta alla mano di un utente.

IPEK è anche robusto e facile da usare, disse El Amili. Con lo strumento pacchetto plug and play, gli utenti non devono più perdere tempo ad allineare e stabilizzare la fibra ottica come farebbero con una piattaforma convenzionale. "Guadagniamo tempo nell'eseguire l'esperimento, " Egli ha detto.

"Il Tyndall Institute attraverso il supporto della PIXAPP Pilot Line è lieto di collaborare con l'UC San Diego su questo programma educativo unico, " ha affermato O'Brien. "Tyndall e PIXAPP riconoscono la necessità di una forza lavoro qualificata nella fotonica integrata a tutti i livelli di competenza. Il toolkit IPEK è un'eccellente iniziativa dedicata alla formazione della prossima generazione di ingegneri e tecnici."

Il team sta lavorando per perfezionare il prototipo. El Amili, Davis e Fainman stanno preparando un curriculum di laboratorio presso la Jacobs School of Engineering della UC San Diego per implementare il toolkit.