Ingenieros de la Universidad de California San Diego, en colaboración con el Instituto Nacional Tyndall en Cork, Irlanda, están desarrollando un conjunto de herramientas educativas para incorporar la fotónica integrada al plan de estudios universitario de ingeniería y ciencias.

El kit de herramientas está diseñado para enseñar a los estudiantes habilidades prácticas en fotónica integrada, incluyendo cómo caracterizar y probar circuitos integrados fotónicos, habilidades que hoy en día se adquieren típicamente en el doctorado. nivel. El equipo prevé que la enseñanza temprana de estas habilidades permitirá a más graduados ingresar a la fuerza laboral de la industria de la fotónica integrada y satisfacer la creciente demanda de técnicos e ingenieros en fotónica.

El proyecto fue concebido por Abdelkrim El Amili, un científico investigador en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de UC San Diego. Su equipo incluye a Shaya Fainman, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego, y Jordan Davis, un doctorado estudiante en el laboratorio de Fainman. El equipo de UC San Diego está colaborando con investigadores dirigidos por el profesor Peter O'Brien en la línea piloto europea de envases PIXAPP de Tyndall.

El equipo presentará un prototipo del kit de herramientas en la Conferencia y Exposición de Comunicaciones de Fibra Óptica (OFC) de 2019, 3 al 7 de marzo en San Diego.

"Este conjunto de herramientas cerrará la brecha entre la creciente demanda en el mercado laboral de la fotónica de silicio y la oferta de técnicos e ingenieros que tienen habilidades prácticas en el campo, "dijo El Amili.

"A medida que crece el mercado, no habrá suficientes graduados para llenar todas estas oportunidades porque solo Ph.D. los graduados hasta ahora tienen las habilidades prácticas en fotónica integrada. Pero aprender a diseñar circuitos integrados, fabricación de dispositivos, el envasado y las pruebas no deben limitarse al doctorado. estudiantes. Nuestra esperanza es que al brindar capacitación práctica en fotónica integrada a estudiantes de pregrado y maestría, este conjunto de herramientas les proporcionará los conocimientos y las habilidades para cubrir nuevas oportunidades laborales, " él dijo.

La caja de herramientas, denominado Kit educativo de fotónica integrado (IPEK), es una plataforma fotónica de silicio empaquetada. Los instructores pueden usarlo como parte de un curso de laboratorio de ingeniería para enseñar a los estudiantes los componentes básicos de los circuitos integrados fotónicos. Experimentando y jugando con el kit plug and play, los estudiantes pueden adquirir experiencia en el diseño, Montaje y prueba de circuitos integrados fotónicos.

El prototipo actual incluye 6 componentes fotónicos como una guía de ondas, resonador de microanillo, espejos Bragg cortos y largos, filtros, y un interferómetro Mach-Zehnder. Estos son bloques de construcción básicos en educación, investigar, y entornos industriales. Los dispositivos se pueden controlar mediante calentadores. Adicionalmente, muchos de estos dispositivos se pueden sintonizar eléctricamente para demostrar al usuario varios modos de funcionamiento. También se pueden combinar de forma externa utilizando fibra para una funcionalidad fotónica más compleja.

IPEK ofrece muchas de las funcionalidades de las plataformas fotónicas convencionales por una fracción del costo. Cuesta alrededor de $ 1, 500 para construir mientras que el equipo para una configuración convencional cuesta alrededor de $ 10, 000 a $ 12, 000. Y aunque las plataformas convencionales son voluminosas y requieren un espacio de laboratorio separado, IPEK es portátil. El prototipo actual cabe en la mano de un usuario.

IPEK también es robusto y fácil de usar, dijo El Amili. Con la herramienta de paquete plug and play, los usuarios ya no necesitan perder tiempo alineando y estabilizando la fibra óptica como lo harían con una plataforma convencional. "Ganamos tiempo realizando el experimento, " él dijo.

"El Instituto Tyndall, a través del apoyo de la Línea Piloto PIXAPP, se complace en colaborar con UC San Diego en este programa educativo único, ", dijo O'Brien." Tyndall y PIXAPP reconocen la necesidad de una fuerza laboral capacitada en fotónica integrada en todos los niveles. El kit de herramientas IPEK es una excelente iniciativa dedicada a capacitar a la próxima generación de ingenieros y técnicos ".

El equipo está trabajando para perfeccionar el prototipo. El Amili, Davis y Fainman están preparando un plan de estudios de laboratorio en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego para implementar el juego de herramientas.