Fotonika, dziedzina fizyki obejmująca techniczne zastosowania światła,
począwszy od telekomunikacji, aż po obwody zintegrowane i czujniki,
bardzo szybko dojrzewa. Profesor Hercules Avramopoulos, kierownik
Laboratorium Badawczego ds. Łączności Fotonicznej ('Photonics
Communications Research Laboratory'), będącego częścią National
Technical University of Athens, twierdzi, że fotonika znajduje się
obecnie w punkcie, w którym elektronika była w latach 60-tych.
"W latach 60-tych pojawiły się pierwsze układy zintegrowane. W
dzisiejszych czasach fotonika znajduje się u progu podobnego przełomu,
którego efektem będzie mnogość zastosowań, które przyniosą mnóstwo
korzyści przemysłowi oraz społeczeństwu", twierdzi prof. Avramopoulos.
Powyższy trend jest w dużej mierze powodowany rosnącym
zapotrzebowaniem na przepustowość i pojemność sieci komunikacyjnych -
począwszy od usług komórkowych, aż po Internet. Co więcej, zdolność
systemów optycznych do pracy przy znacznie wyższych szybkościach, niż ma
to miejsce w przypadku tradycyjnych obwodów elektronicznych, stymuluje
zapotrzebowanie na szybsze połączenia pomiędzy systemami przesyłu danych
- począwszy od serwerowni, aż po komputery osobiste.
Chociaż w Europie, Azji oraz Stanach Zjednoczonych dokonywane są
znaczne postępy w tej dziedzinie badań, wciąż mamy do czynienia z
wieloma wyzwaniami. Przykładowo, w przypadku Europy mamy do czynienia z
wieloma trudnościami wynikającymi z rozproszonej i zróżnicowanej natury
instytutów badawczych, wydziałów uniwersyteckich, a także firm
zaangażowanych w prace badawczo-rozwojowe w dziedzinie fotoniki -
zarówno dużych, jak i małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP).
"Fotonika szybko dojrzewa, jednak nie osiągnęła jeszcze stadium, w
którym możliwe będzie udanie się do sklepu i kupienie produktów
fotonicznych, jak ma to miejsce w przypadku urządzeń elektronicznych.
Znaczna część branży fotonicznej znajduje się wciąż na etapie badań i
eksperymentów - a eksperymentowanie w dziedzinie fotoniki wymaga
zastosowania drogich przyrządów i urządzeń, które nie są ogólnodostępne.
Co więcej, niezbędne jest posiadanie odpowiednich kompetencji, często
multidyscyplinarnych, w celu połączenia wiedzy z zakresu fizyki
materiałów z wiedzą z danej dziedziny zastosowań. Zwykle nie jest
możliwe spełnienie powyższych kryteriów w obrębie pojedynczego
laboratorium", tłumaczy prof. Avramopoulos.
By sprostać tego rodzaju wyzwaniom przedstawiciele środowiska
akademickiego i pracownicy instytutów badawczych z 12 krajów Europy
połączyli swe siły w ramach projektu o nazwie "Pan-europejskie
stowarzyszenie na rzecz fotoniki: grupowanie europejskiej wiedzy na
temat podsystemów fotonicznych" ('Pan-European photonics task force:
integrating Europe's expertise on photonic subsystems' - EURO-FOS),
który uzyskał wsparcie finansowe w wysokości 4 milionów euro ze strony
Komisji Europejskiej. Członkowie konsorcjum EURO-FOS stworzyli sieć
kontaktów oraz narzędzia niezbędne do współdzielenia zasobów i
technologii pośród wielu europejskich organizacji zaangażowanych w
badania z dziedziny fotoniki, jednocześnie ułatwiając naukowcom wymianę
wiedzy i doświadczeń. W ciągu ostatnich czterech lat powyżsi naukowcy
przeprowadzili wspólnie około 100 eksperymentów, w które zaangażowanych
było ponad 300 młodych badaczy (doktorantów oraz post-doktorantów).
"Sieć doskonałości EURO-FOS powstała jako efekt potrzeby
usprawnienia i ułatwienia współpracy pomiędzy organizacjami i naukowcami
rozproszonymi na obszarze Europy. Uczestnikom projektu udało się
osiągnąć ten cel", tłumaczy prof. Avramopoulos, koordynator inicjatywy
EURO-FOS.
Pan-europejskie laboratorium fotoniczne
Siedemnaście organizacji tworzących sieć doskonałości EURO-FOS
posiada szerokie kompetencje w zakresie projektowania, opracowywania
oraz testowania podzespołów i podsystemów fotonicznych, które znajdą
zastosowanie w komunikacyjnych sieciach światłowodowych o dużej
pojemności. Dzięki współpracy powyższe organizacje mogły wymieniać się
wiedzą i innowacyjnymi rozwiązaniami, zarówno pomiędzy sobą, jak i z
innymi podmiotami zaangażowanymi w tę ambitną inicjatywę, która
doprowadziła do powstania potężnego, ogólnoeuropejskiego, wirtualnego
laboratorium o nazwie Eurofoslab.
Laboratorium Eurofoslab zapewnia dostęp do najnowocześniejszych
podzespołów, urządzeń, podsystemów, środowisk testowych oraz
istniejących łączy światłowodowych. Powyższe zasoby rozproszone są wśród
17 laboratoriów należących do konsorcjum, jednak zarządzane są w sposób
centralny, za pośrednictwem narzędzi internetowych opracowanych na
Uniwersytecie w Essex (Wielka Brytania). Narzędzia te pozwalają
rezerwować współdzielone zasoby oraz organizować łączone eksperymenty,
podczas których wykorzystywane są urządzenia rozsiane po całej Europie.
Do dyspozycji Eurofoslab jest ponad 700 elementów, w tym 48
kompletnych systemów i środowisk testowych, takich jak oferujące
przepustowość rzędu terabitów na sekundę środowiska optycznego
zwielokrotniania czasowego ('Optical time-division multiplexing' - OTDM)
oraz zwielokrotniania z ortogonalnym podziałem częstotliwości
('Orthogonal frequency-division multiplexing' - OFDM), a także
środowiska zwielokrotniania w dziedzinie długości fali ('Wave Division
Multiplexing' - WDM), systemy transmisyjne WDM pracujące w zakresie 1550
oraz 1310 nanometrów, systemy "Radio over Fibre" (RoF), bazujące na
światłowodach jedno- i wielomodowych, itd. Wirtualne laboratorium
obejmuje także 50 niezależnych podsystemów, w tym kompletne jednostki
OLT ('optical line terminal'), ONU ('optical network unit'),
przekaźniki, odbiorniki, regeneratory, a także dużą liczbę innych
urządzeń fotonicznych i optoelektronicznych, 14 platform symulacyjnych
oraz dostęp do czterech istniejących łączy światłowodowych.
"Środowisko Eurofoslab umożliwia przeprowadzanie eksperymentów,
których nie da się zrealizować w obrębie pojedynczego laboratorium.
Dzięki współpracy i dostępowi do większej ilości zasobów naukowcy mogli
podjąć się bardziej ambitnych, zakrojonych na większą skalę badań",
twierdzi koordynator inicjatywy EURO-FOS. "Co więcej, powyższe podejście
pomogło pobudzić ekonomię skali w zakresie opracowywania, testowania
oraz weryfikacji podsystemów i systemów fotonicznych".
Prace prowadzone w oparciu o laboratorium Eurofoslab, w ramach
projektu EURO-FOS, dotyczyły czterech kluczowych dziedzin fotoniki:
optycznych systemów transmisji cyfrowej; źródeł optycznych oraz
wzmacniania sygnału; sieci optycznych o dużej przepustowości; a także
optycznych podsystemów dostępowych nowej generacji.
Efektem powyższych prac jest ponad 200 publikacji naukowych oraz
kilka wniosków patentowych. Co więcej dzięki sieci EURO-FOS pojawiły się
możliwości współpracy z organizacjami z całego świata, a także
zacieśniono więzi pomiędzy społecznością akademicką i przedstawicielami
przemysłu.
"Każdy wie czym jest telefon komórkowy, jednak mało kto zdaje sobie
sprawę w jaki sposób urządzenie to działa oraz jakie innowacje mogłyby
go ulepszyć. Rozwój technologii fotonicznych sprawi, że w przyszłości
znajdą one zastosowanie nie tylko w eksperymentach badawczych, ale także
w coraz większej liczbie rozwiązań stosowanych na co dzień, co
przyniesie ogromne korzyści wszystkim obywatelom. Uczestnicy inicjatywy
EURO-FOS wnieśli znaczący wkład na drodze do osiągnięcia powyższego
celu", twierdzi prof. Avramopoulos.
Projekt EURO-FOS uzyskał wsparcie finansowe na badania naukowe w ramach Siódmego Programu Ramowego UE (7PR).
Odnośnik do projektu na stronie CORDIS:
-
informacje na temat 7PR w bazie danych CORDIS-
informacje na temat projektu EURO-FOS w bazie danych CORDIS
Odnośnik do strony internetowej projektu:
-
strona internetowa projektu 'Pan-European photonics task force: integrating Europe's expertise on photonic subsystems'-
strona internetowa pan-europejskiego, wirtualnego laboratorium 'Eurofoslab'
Pozostałe odnośniki:
-
strona internetowa Agendy Cyfrowej Komisji Europejskiej
poleca:
