SPECIALTY FIBERS EXPLOITING SPATIAL MULTIPLEXING FOR SIGNAL PROCESSING, SENSING AND BEYOND

2021

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Gasulla Mestre Ivana

La incorporación de la dimensión espacial al portfolio de tecnologías de multiplexación óptica, conocida como Multiplexación por División en Espacio (Space-Division Multiplexing SDM), ha sido impulsada hasta la fecha como una solución al cuello de botella en las comunicaciones digitales de alta capacidad mediante el establecimiento de caminos de luz independientes en una sola fibra, a través de fibras multinúcleo o de fibras de pocos modos. Impulsado por los beneficios aportados en términos de compacidad, ligereza y versatilidad, el creciente interés en estas novedosas fibras ópticas ha abierto recientemente nuevas vías de investigación en diferentes campos de aplicación emergentes. En este contexto, SYNERGY se centra en los paradigmas de información y comunicación de próxima generación (como Beyond 5G o 6G), que demandan nuevas tecnologías orientadas al sensado avanzado, la distribución eficiente en la red de acceso y el procesamiento de señales de alta frecuencia. Precisamente en este escenario, las fibras ópticas SDM presentan un alto potencial no sólo en cuanto a la distribución de canales paralelos sino también al procesamiento de señales de microondas u ópticas, así como a las capacidades de sensado de vanguardia, ya sea mientras la señal es distribuida a su destino final (enlace) o en localizaciones concretas (dispositivo). De esta manera, SYNERGY aborda varios Retos tal y como se enumeran en el Plan Estatal de I+D+I, enfocándose en el Reto de la Economía, Sociedad y Cultura Digitales. El objetivo general de SYNERGY es explotar el paralelismo inherente de las fibras multinúcleo, las fibras de pocos modos (y la combinación de ambas) para implementar una variedad de aplicaciones de procesamiento de señal y sensado con propiedades únicas más allá del estado del arte en términos de compacidad, ligereza, estabilidad del sistema, eficiencia energética, versatilidad y ancho de banda. A fin de alcanzar este hito, nos centraremos en diseñar, implementar y demostrar la viabilidad de soluciones noveles basadas en: (1) Enlaces de fibra óptica SDM de hasta 10 km personalizada para el procesamiento distribuido de señal ofreciendo las características de retardo y dispersión cromática requeridas sobre un alto número de portadoras espaciales (modos y núcleos), y (2) dispositivos avanzados basados en fibra óptica SDM especializada que incorporan cavidades expresamente diseñadas tanto para el sensado como para el procesado de señal, considerando diferentes tipos de recubrimiento y terminaciones de post-procesamiento de la fibra. Tanto los enlaces como los dispositivos de fibra óptica SDM desarrollados en SYNERGY se aplicarán al procesamiento de señales ópticas y de microondas, en el que una sola fibra permitirá diferentes funcionalidades de entre las especialmente demandadas en las comunicaciones Beyond 5G, como el filtrado reconfigurable de señales de microondas, las redes de conformado de haz para phasedarray antennas y la oscilación optoelectrónica multicavidad. Las soluciones desarrolladas se aplicarán también al sensado multiparamétrico avanzado en tres campos principales: la monitorización estructural de piezas de composites utilizando algoritmos avanzados tridimensionales, biosensores para la detección de patógenos y sensores electromagnéticos miniaturizados; con mejoras sustanciales en cuanto a sensibilidad e interacción con el medio ambiente, así como novedosas técnicas de interrogación y robustez contra interferencias externas.