Sistema di rivelazione di radiazione ottica
L’invenzione consiste in una tecnica non invasiva per misurare l’intensità della radiazione luminosa in un mezzo ottico, senza perturbare in alcun modo il campo ottico propagante. La presenza della luce è rilevata localmente in modo quantitativo tramite due elettrodi posti ad un’opportuna distanza dal mezzo ottico, in grado di misurarne la variazione di impedenza elettrica. La tecnica non introduce alcun assorbimento addizionale, né una perturbazione della fase del segnale ottico ed è stata impiegata con successo in dispositivi altamente critici e sensibili come interferometri e risonatori. La tecnica è compatibile con vari materiali come silicio, fosfuro di indio e germanio. Questa tecnica non invasiva ha trovato impiego in numerose applicazioni scientifiche e industriali quali ad esempio: 1) gestione e controllo di circuiti fotonici complessi a larga scala di integrazione per la riconfigurazione dinamica del circuito, l’indirizzamento dei segnali, il tuning e locking automatico; 2) monitoraggio in tempo reale delle condizioni operative e dello stato di un mezzo ottico, sia integrato che bulk; 3) allineamento automatico tra fibre ottiche e guide integrate con notevole semplificazione delle procedure di allineamento attivo; 4) testing a livello di chip, bar e wafer per caratterizzazione delle prestazioni di un singolo dispositivo su wafer prima del taglio e del packaging, testing distribuito e stima della resa dei dispositivi e dei processi di fabbricazione.
Oltre alla completa non invasività, altri vantaggi rispetto alle tecniche tradizionali di rivelazione della luce sono: 1) miniaturizzazione: l’area di misura può essere ridotta fino a poche decine di μm2; 2) velocità e sensibilità: è possibile rilevare intensità di una frazione di microwatt in poche decine di microsecondi; 3) misure multipunto: la tecnica di misura è facilmente parallelizzabile per un elevato numero di punti di monitoraggio in parallelo; 4) totale compatibilità CMOS: il circuito elettronico di lettura dell’impedenza può essere implementato in tecnologie microelettroniche CMOS standard; 5) compatibilità con l’integrazione monolitica della circuiteria fotonica ed elettronica; 6) tecnologia molto semplice che non richiede ulteriori passi di fabbricazione o costo aggiuntivo e nessuna modifica del layer ottico.
La tecnica è risultata abilitante per il controllo di prototipi industriali e la dimostrazione sperimentale di concetti scientifici altrimenti difficilmente verificabili e utilizzabili.