SILICON NITRIDE SPECTROMETERS

2016

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Muñoz Muñoz Pascual

La fotónica es la disciplina que trata sobre aplicaciones de la luz en todo el espectro, desde el ultravioleta, visible hasta parte parte del infrarrojo lejano (0.4-30 μm de longitud de onda). La fotónica integrada (PI) permite la combinación de varias de estas funcionalidades en un solo chip óptico. Existen procesos genéricos de PI disponibles abiertamente a la investigación sobre los circuitos fotónicos integrados (PICs) para múltiples aplicaciones. La disponibilidad de obleas multi-proyecto (MPW), donde el espacio y el coste se dividen entre los diferentes usuarios, permiten prototipar en un proceso de fabricación industrial estable, con modestas inversiones iniciales. La fotónica sirve a muchas aplicaciones, y la longitud de onda de la luz está estrechamente ligada a cada una. Por tanto, se requieren tecnologías PI susceptibles de transportar de forma transparente la luz en un amplio rango de longitudes de onda. Además, deben ser soluciones rentables basadas en materiales abundantes y adecuados para la fabricación en masa, tales como el silicio y sus compuestos. Los dispositivos espectrometricos se emplean en multitud de disciplinas, como las tecnologías de la información, la química analítica, bio/ciencias de la vida y la seguridad. La gama de longitudes de onda en la parte superior del infrarrojo cercano (NIR), de 1.5-4.0 μm, es recientemente de gran interés tanto para las telecomunicaciones, debido al agotamiento de la capacidad de la fibra óptica, como en otros campos, ya que p.e. las moléculas de líquidos y gases tienen vibraciones características en esta parte del espectro. Mientras que los filtros ópticos en telecomunicaciones están muy desarrollados, se requiere de nuevos grados de reconfiguración. Por otra parte, la espectrometría convencional emplea generalmente instrumentos grandes y pesados, que se reconfiguran mecánicamente. Los espectrómetros basados en PICs son comparativamente más pequeños y estables, pero hasta a la fecha no han alcanzado las capacidades de reconfiguración de los instrumentos convencionales, y además, comparativamente, su reconfigurabilidad es muy limitada. Entre las diferentes tecnologías de PICs, el nitruro de silicio sobre óxido de silicio ha recibido mucho interés en los últimos años, debido a que puede operar desde el visible hasta la parte inferior del infrarrojo cercano (400-4000nm), y por ello sirve para aplicaciones fotónicas en múltiples disciplinas (física, ingeniería, bio / ciencias de la vida y la seguridad, entre otras). El problema a resolver en este proyecto es crear espectrómetros compactos en PICs con las características de reconfiguración de los instrumentos convencionales, de aplicación en telecomunicaciones y sensores para longitudes de onda entre 1.5-4.0 μm, basados en tecnologías de nitruro de silicio de gran ancho de banda óptico. Las actividades técnicas, científicas, de difusión y explotación industrial de este proyecto, serán apoyadas por 5 empresas, 1 instituto de investigación y 2 universidades de toda Europa. El proyecto contribuirá a mejorar los procesos de nitruro de silicio comerciales de varios de ellos, en particular la infrastructura científico-técnica singular ICTS IMB-CNM, para longitudes de onda más largas. Esto se alinea muy bien con otros programas de investigación nacionales y de la UE. Nuestro objetivo es publicar al menos 2 artículos de revista y 3 conferencias al año, educar al menos 1 Doctor y 2 estudiantes de master, y solicitar al menos 2 patentes.