Ingenieurs aan de Universiteit van Californië in San Diego, in samenwerking met Tyndall National Institute in Cork, Ierland, ontwikkelen een educatieve toolkit om geïntegreerde fotonica in het technische en wetenschappelijke curriculum van de universiteit te brengen.

De toolkit is ontworpen om studenten praktische vaardigheden bij te brengen op het gebied van geïntegreerde fotonica, inclusief het karakteriseren en testen van fotonica-geïntegreerde schakelingen - vaardigheden die tegenwoordig typisch worden verworven bij de Ph.D. peil. Het team voorziet dat door deze vaardigheden eerder aan te leren, meer afgestudeerden in de geïntegreerde fotonica-industrie zullen kunnen werken en kunnen voldoen aan de groeiende vraag naar fotonica-technici en ingenieurs.

Het project is bedacht door Abdelkrim El Amili, een onderzoekswetenschapper bij de afdeling Electrical and Computer Engineering aan de UC San Diego. Zijn team bestaat uit Shaya Fainman, een professor in elektrische en computertechniek aan de UC San Diego Jacobs School of Engineering, en Jordan Davis, een doctoraat student in het laboratorium van Fainman. Het team van UC San Diego werkt samen met onderzoekers onder leiding van professor Peter O'Brien van Tyndall's European Packaging Pilot Line PIXAPP.

Het team presenteert een prototype van de toolkit op de 2019 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC), 3 tot 7 maart in San Diego.

"Deze toolkit zal de kloof overbruggen tussen de groeiende vraag op de arbeidsmarkt voor siliciumfotonica en het aanbod van technici en ingenieurs met praktische vaardigheden in het veld, ' zei El Amili.

"Als de markt groeit, er zullen niet genoeg afgestudeerden zijn om al deze kansen te vullen, omdat alleen Ph.D. afgestudeerden hebben tot nu toe de praktische vaardigheden in geïntegreerde fotonica. Maar het leren van geïntegreerd circuitontwerp, apparaat fabricage, verpakking en testen mag niet worden beperkt tot Ph.D. studenten. We hopen dat door hands-on geïntegreerde fotonica-training te geven aan niet-gegradueerde en masterstudenten, deze toolkit zal hen uitrusten met de kennis en vaardigheden om nieuwe vacatures in te vullen, " hij zei.

de gereedschapskist, genaamd Integrated Photonics Education Kit (IPEK), is een verpakt silicium fotonisch platform. Instructeurs kunnen het gebruiken als onderdeel van een technische laboratoriumcursus om studenten basisbouwstenen van fotonica-geïntegreerde schakelingen te leren. Door te experimenteren en te knutselen met de plug and play kit, studenten kunnen ervaring opdoen met ontwerpen, assembleren en testen van fotonica geïntegreerde schakelingen.

Het huidige prototype omvat 6 fotonische componenten zoals een golfgeleider, microringresonator, korte en lange Bragg-spiegels, filters, en een Mach-Zehnder-interferometer. Dit zijn fundamentele bouwstenen in het onderwijs, Onderzoek, en industriële omgevingen. De apparaten kunnen worden aangestuurd met behulp van heaters. Aanvullend, veel van deze apparaten zijn elektrisch afstembaar om verschillende werkingsmodi aan de gebruiker te demonstreren. Ze kunnen ook extern worden gecombineerd met behulp van glasvezel voor complexere fotonische functionaliteit.

IPEK biedt veel van de functionaliteiten van conventionele fotonicaplatforms voor een fractie van de kosten. Het kost ongeveer $ 1, 500 om te bouwen, terwijl de apparatuur voor een conventionele installatie ongeveer $ 10 kost, 000 tot $ 12, 000. En hoewel conventionele platforms omvangrijk zijn en een aparte laboratoriumruimte vereisen, IPEK is draagbaar. Het huidige prototype past in de hand van een gebruiker.

IPEK is ook robuust en gebruiksvriendelijk, zei El Amili. Met de plug-and-play pakkettool, gebruikers hoeven niet langer tijd te besteden aan het uitlijnen en stabiliseren van de optische vezel zoals bij een conventioneel platform. "We winnen tijd bij het uitvoeren van het experiment, " hij zei.

"Het Tyndall Institute, met de steun van de PIXAPP Pilot Line, is verheugd om samen te werken met UC San Diego aan dit unieke educatieve programma, " zei O'Brien. "Tyndall en PIXAPP erkennen de behoefte aan geschoolde arbeidskrachten in geïntegreerde fotonica op alle vaardigheidsniveaus. De IPEK-toolkit is een uitstekend initiatief voor het opleiden van de volgende generatie ingenieurs en technici."

Het team werkt aan het verfijnen van het prototype. El Amili, Davis en Fainman bereiden een laboratoriumcurriculum voor aan de UC San Diego Jacobs School of Engineering om de toolkit te implementeren.