Realizzato a Pisa il primo dispositivo fotonico capace di velocizzare le connessioni in fibra

• Sfide scientifiche

Con la pubblicazione su Nature Photonics, la ricerca condotta dagli esperti dell’Istituto TeCIP (Tecnologie della Comunicazione, Informazione, Percezione) della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni (CNIT), acquista immediatamente una valenza internazionale.

Nell’ambito del programma europeo Graphene Flagship, formato da circa 150 partner e sovvenzionato con un miliardo di euro di investimenti, gli studiosi italiani sono riusciti a realizzare e a dimostrare il funzionamento del primo modulatore ottico di fase al mondo, realizzato in grafene e silicio.

Si tratta di un innovativo dispositivo fotonico utilizzato per la conversione dei dati elettronici in dati ottici in maniera estremamente efficiente.
Il nuovo dispositivo ha dimensioni di circa mezzo millimetro e le sue dimensioni possono essere potenzialmente ridotte fino a un decimo di millimetro: basato su micro-fotonica in silicio e un singolo strato di grafene, strato monoatomico di carbonio con spessore inferiore al miliardesimo di metro, il device appena messo a punto consentirà di velocizzare enormemente le comunicazioni su fibra ottica.

Le tecnologie ottiche per connessioni dati sono infatti oggi usate non soltanto per i collegamenti transnazionali, transcontinentali e transoceanici: la fibra è cominciata ad arrivare nelle case e negli uffici d’Italia, sino all’utente finale.
Grazie alla convenienza in termini di prestazioni e di costi nel prossimo futuro queste tecnologie saranno utilizzate anche all’interno dei calcolatori elettronici per interconnettere gli elementi base dei computer come i processori, le memorie e le periferiche.
Il marcato aumento delle prestazioni complessive dei dispositivi elettronici sarà reso possibile grazie all’integrazione fotonica e alla corrispondente riduzione delle dimensioni e dei consumi dei dispositivi.

Ecco quindi perché il dispositivo fotonico realizzato da Sant’Anna e CNIT acquista un’importanza cruciale.
La ricerca ha dimostrato che è possibile realizzare nuovi dispositivi come quello messo a punto ricorrendo alle stesse infrastrutture e agli stessi processi tecnologici usati per produrre i componenti microelettronici, quindi senza grandi ulteriori costi di sviluppo.
Le peculiari proprietà fisiche del grafene – materiale compatibile con queste tecnologie, economico, e particolarmente performante – possono aggiungere funzionalità ai nuovi dispositivi permettendo di raggiungere performance sinora inimmaginabili.