proposte dei proff I. Cristiani, P. Minzioni e L. Tartara
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LABORATORIO DI ELETTRONICA QUANTISTICA I. Cristiani, P. Minzioni, L. Tartara G. Nava, C. Lacava www.unipv.it/eqn Cosa facciamo Studio, sotto diversi aspetti, dei fenomeni di interazione LASER-materia + per individuare: Nuovi materiali ottici non lineari Nuove strutture per l’ottica guidata Nuove applicazioni per telecomunicazioni e bio-medicina Attività di tesi Filoni di ricerca attivi per possibili tesi: Silicon photonics componenti ottici integrati realizzati su Si Biophotonics dispositivi ottici per analisi e manipolazione di singole cellule Silicon Photonics Silicon Photonics Waveguide: The basic component Silicon Photonics Very high index contrast (up to 3) • • • • Sharp bends (1-3 μm ) Small Footprint High intensities Silicon On Insulator Technology Other waveguiding structures n2 n1 Monomode optical fiber Δn=10-1 n2 n1 Lithium Niobate waveguide Δn=10-2 Silicon Photonics Silicon waveguide - Footprint Silicon Photonics The coupling problem mono-mode fiber optics SOI waveguides different worlds! (size) 1 μm SOI waveguide Beam from SMF Silicon Photonics Linear tapers Waveguide LIGHT Taper • Low efficiency (around 20 %) • Difficult to make it with standard CMOS fab • Lensed fiber required Silicon Photonics Nonlinear behavior pump pump signal signal Mezzo lineare λ λ pump pump signal signal pump idler idler signal λ λ SLOT waveguide λ Silicon photonics Possibile Tesi: •Caratterizzazione lineare e nonlineare di strutture ottiche integrate in Si •Progettazione di filtri ottici integrati a cavità risonante COLLABORAZIONI CEA-Leti (FR) STmicroelectronics (IT) Glasgow University (UK) Biophotonics Se a causa della diffusione della luce su di un oggetto varia la quantità di moto dei fotoni, contemporaneamente viene applicata una forza all’oggetto. Biophotonics Forze ottiche: intrappolamento e deformazione senza contatto! F F F F 90° Micro-prisms a) b) dTRAP K h Optical beam Fiber cores 360 m Output facet Cross section Biophotonics Pinze ottiche (optical tweezer) NA > 1.15 Biophotonics Biophotonics Estensore ottico (optical stretcher) 2 counter-propagating laser beams not focused beams cell suspension flowing in between TRAPPING: dual beam trap STRETCHING: refracted light by the cell surface Net force on the center: zero Additive surface force: hundreds of pN Biophotonics Estensore ottico integrato Biophotonics Selezionatore ottico integrato Biophotonics Possibile Tesi: Caratterizzazione sperimentale e numerica di dispositivi per la manipolazione ottica di sistemi cellulari • Caratterizzazione sperimentale della trappola ottica e dei sistemi di elongazione ottica • Simulazione numerica della trappola ottica • Confronto tra esperimenti e simulazioni COLLABORAZIONI IIT Italian Institute of Technology Politecnico di Milano Università di Cambridge Dipartimento di Biochimica (Università di Pavia) Dipartimento di Biologia dello Sviluppo (Università di Pavia) Istituto San Raffaele
