Ingénieurs de l'Université de Californie à San Diego, en collaboration avec le Tyndall National Institute de Cork, Irlande, élaborent une trousse d'outils pédagogiques pour intégrer la photonique dans le programme d'études collégial en génie et en sciences.

La boîte à outils est conçue pour enseigner aux étudiants de premier cycle des compétences pratiques en photonique intégrée, y compris comment caractériser et tester les circuits intégrés photoniques - des compétences qui sont aujourd'hui généralement acquises au doctorat. niveau. L'équipe prévoit que l'enseignement de ces compétences plus tôt permettra à un plus grand nombre de diplômés d'entrer dans la main-d'œuvre intégrée de l'industrie photonique et de répondre à la demande croissante de techniciens et d'ingénieurs en photonique.

Le projet a été conçu par Abdelkrim El Amili, chercheur au Département de génie électrique et informatique de l'UC San Diego. Son équipe comprend Shaya Fainman, professeur de génie électrique et informatique à la UC San Diego Jacobs School of Engineering, et Jordan Davis, un doctorat étudiant dans le laboratoire de Fainman. L'équipe de l'UC San Diego collabore avec des chercheurs dirigés par le professeur Peter O'Brien de la ligne pilote d'emballage européenne PIXAPP de Tyndall.

L'équipe présente un prototype de la boîte à outils à la conférence et exposition sur les communications sur la fibre optique (OFC) 2019 Du 3 au 7 mars à San Diego.

"Cette boîte à outils comblera le fossé entre la demande croissante sur le marché de l'emploi en photonique sur silicium et l'offre de techniciens et d'ingénieurs ayant des compétences pratiques dans le domaine, ", a déclaré El Amili.

« Au fur et à mesure que le marché se développe, il n'y aura pas assez de diplômés pour combler toutes ces opportunités car seul le doctorat. les diplômés ont jusqu'à présent les compétences pratiques en photonique intégrée. Mais apprendre la conception de circuits intégrés, fabrication d'appareils, l'emballage et les tests ne devraient pas être limités au doctorat. étudiants. Notre espoir est qu'en offrant une formation pratique en photonique intégrée aux étudiants de premier cycle et de maîtrise, cette boîte à outils les dotera des connaissances et des compétences nécessaires pour pourvoir de nouvelles opportunités d'emploi, " il a dit.

La boîte à outils, surnommé Kit d'éducation photonique intégré (IPEK), est une plate-forme photonique sur silicium emballée. Les instructeurs peuvent l'utiliser dans le cadre d'un cours de laboratoire d'ingénierie pour enseigner aux étudiants les éléments de base des circuits intégrés photoniques. En expérimentant et en bricolant avec le kit plug and play, les étudiants peuvent acquérir de l'expérience dans la conception, assembler et tester des circuits intégrés photoniques.

Le prototype actuel comprend 6 composants photoniques tels qu'un guide d'onde, résonateur micro-anneau, miroirs Bragg courts et longs, filtres, et un interféromètre de Mach-Zehnder. Ce sont des blocs de construction de base dans l'éducation, recherche, et environnements industriels. Les appareils peuvent être contrôlés à l'aide de radiateurs. En outre, bon nombre de ces dispositifs sont réglables électriquement pour montrer divers modes de fonctionnement à l'utilisateur. Ils peuvent également être combinés ensemble à l'extérieur à l'aide de fibres pour une fonctionnalité photonique plus complexe.

IPEK offre de nombreuses fonctionnalités des plates-formes photoniques conventionnelles pour une fraction du coût. Cela coûte environ 1 $, 500 à construire alors que l'équipement pour une configuration classique coûte environ 10 $, 000 à 12 $, 000. Et tandis que les plates-formes conventionnelles sont encombrantes et nécessitent un espace de laboratoire séparé, IPEK est portable. Le prototype actuel tient dans la main d'un utilisateur.

IPEK est également robuste et facile à utiliser, dit El Amili. Avec l'outil de package plug and play, les utilisateurs n'ont plus besoin de perdre du temps à aligner et à stabiliser la fibre optique comme ils le feraient avec une plate-forme conventionnelle. "On gagne du temps dans la réalisation de l'expérience, " il a dit.

"Le Tyndall Institute, grâce au soutien de la ligne pilote PIXAPP, est ravi de collaborer avec l'UC San Diego sur ce programme éducatif unique, " a déclaré O'Brien. " Tyndall et PIXAPP reconnaissent le besoin d'une main-d'œuvre qualifiée en photonique intégrée à tous les niveaux de compétence. La boîte à outils IPEK est une excellente initiative dédiée à la formation de la prochaine génération d'ingénieurs et de techniciens."

L'équipe travaille à affiner le prototype. El Amili, Davis et Fainman préparent un programme de laboratoire à la Jacobs School of Engineering de l'UC San Diego pour mettre en œuvre la boîte à outils.