Este plano de trabalho para um aluno de graduação está dentro da área de Novos Materiais. O projeto tem como objetivo revisar e estudar os procedimentos para a transferência de dicalcogenetos de metais de transição (TMDs) depositados por vapor químico (CVD), bem como esfoliados mecanicamente. A utilização de TMDs com alta cristalinidade e orientação controlada em chips fotônicos é um aspecto importante do projeto principal. O estabelecimento de um protocolo para procedimentos padrão de transferência de TMDs cultivados por CVD e a caracterização dos impactos do método de transferência permitirão a produção de amostras para todos os campos do projeto. O estudo será realizado em um período de 12 meses.

Neste projeto, temos como objetivo explorar e aprimorar as capacidades de osciladores paramétricos ópticos degenerados (DOPOs) em microrressonadores anulares, com ênfase geração de números aleatórios (RNG) e na geração de estados comprimidos da luz. Cavidades microscópicas de nitreto de silício acopladas por campo próximo (moléculas fotônicas), foram fabricadas para operar no regime normal de dispersão de velocidade de grupo e mitigar processos parasitas de mistura de quatro ondas (FWM). Moléculas fotônicas fornecem uma plataforma para a oscilação paramétrica degenerada, permitindo modificações nas características espectrais sem alterar os parâmetros geométricos dos ressonadores individuais. Nossas investigações iniciais revelaram uma variabilidade temporal significativa na amplitude do DOPO, o que motivou um estudo abrangente da estabilidade temporal por meio de análises teóricas e exploração experimental de diversas condições de bombeio. Além disso, o projeto visa desenvolver um RNG totalmente óptico ao interferir ativações consecutivas do par degenerado sinal/idler. Ademais, buscamos investigar a geração de estados comprimidos da luz e explorar o potencial para máquinas de Ising em chip, acoplando DOPOs em moléculas fotônicas. Este projeto contribui não apenas para o conhecimento fundamental, mas também oferece bases práticas para o desenvolvimento de dispositivos puramente ópticos em chip. (AU)

O estudo das cavidades optomecânicas representa uma área em rápido crescimento dentro da óptica quântica. Ao explorá-la, abrimos portas para investigar questões essenciais da mecânica quântica e para descobrir uma ampla gama de aplicações. No entanto, conduzir qualquer tipo de experimento quântico demanda um controle excepcional sobre o sistema físico e o aparato experimental. Por um lado, isso implica que o sistema em estudo deve estar fortemente desacoplado do ambiente externo e de todas as fontes de ruído clássico-ou de todas as fontes de decoerência em geral. Por outro lado, o observador deve ser capaz de manipular com precisão a dinâmica do sistema e o estado quântico de interesse. Atingir esse nível de controle é fundamental para que efeitos quânticos possam emergir de forma clara e experimentos significativos possam ser conduzidos. Esse projeto de pesquisa possui como objetivo atacar alguns problemas de interesse para a optomecânica quântica: (1) explorar os efeitos de interferência entre mecanismos de espalhamento dissipativo e dispersivo em operações de escrita e leitura de estados quânticos visando aumentar a eficiência de protocolos de armazenamento de informação não-clássica em dispositivos optomecânicos; (2) explorar o cancelamento completo do aquecimento/resfriamento optomecânico por meio da interferência destrutiva entre acoplamentos dispersivo/dissipativo, criando uma ferramenta escalável para o controle de informações quânticas; (3) resfriar ressonadores mecânicos de baixa frequência além do limite quântico, abrindo caminho para o uso de ressonadores mecânicos em transdutores quânticos operando em temperaturas elevadas, onde normalmente as contribuições de ruído térmico superam qualquer sinal quântico.

O estudo da interação entre íons de terras raras em vidros e filmes finos com plasmons de polariton de superfície em regime de acoplamento forte tem vastas aplicações em telecomunicações. Isso pode ser viabilizado por meio de arranjos ordenados de nanoestruturas plasmônicas em superfícies de ouro. Essas estruturas não apenas amplificam o campo elétrico local na interface metal/substrato, mas também são capazes de aprimorar certos modos e induzir uma transmissão óptica extraordinária. Além disso, com a expansão das telecomunicações, há uma demanda crescente por maior velocidade e segurança na transmissão de dados. Redes ópticas estão se aprimorando, incluindo o uso de circuitos reconfiguráveis para adaptação às condições da rede. A internet quântica oferece a capacidade de transmitir dados utilizando protocolos baseados na mecânica quântica, sendo impulsionada por repetidores quânticos ainda em desenvolvimento através de diferentes abordagens. Nossa proposta envolve o desenvolvimento de repetidores quânticos sobre nanoestruturas plasmônicas utilizando materiais ópticos ativos. Este projeto será fundamentado em três pilares principais: 1. Desenvolvimento de novos materiais fotônicos híbridos ativos: criação e fabricação de filmes finos híbridos a partir de nanovidros de telúritos-óxidos dopados com íons de Er3+ imersos em PMMA, com propriedades de ganho ótico, para serem depositados nas nanoestruturas plasmônicas. 2. Avanço de técnicas de fabricação de guias de ondas híbridos baseados em PMMA através de fotolitografia óptica, visando maximizar esse processo vía interação plasmons de polariton de superfície - Er3+ e alcançar os repetidores quânticos. 3. Caracterizações experimentais: Avaliação do desempenho dos materiais produzidos e do repetidor quântico, com foco em emissão espontânea e estimulada, ganho e amplificação ótica, além da avaliação dos protocolos de informação quântica propostos no projeto.

A fotônica de silício é uma plataforma importante para integração de funções ópticas em umchip. No entanto, o silício, em geral, é muito limitado no que diz respeito ao processamento em óptica ativa e não linear. Podemos então utilizar na mesma plataforma diferentes materiais, como monocamadas de MoTe2 1T' para superar essas dificuldades. Neste trabalho, propomos investigar o uso de MoTe2 1T'como absorvedor saturável integrado a estruturas fotônicas de silício.

Este projeto tem o objetivo de estudar redes de Bragg (FBG) e redes de Bragg inclinadas (TFBG) gravadas em fibras ópticas, e aplicá-las no desenvolvimento de novos sensores ópticos. A parte inicial do projeto envolve a otimização do procedimento de gravação das redes, e a realização de medições iniciais de tensão mecânica e temperatura. A segunda parte do projeto se baseia no desenvolvimento de sensores de índice de refração de líquidos, e sensores para mapear a deformação de materiais compósitos sob tração mecânica. O estudo dos materiais compósitos será realizado em colaboração com o IPF (Leibniz Institute of Polymer Research) em Dresden, Alemanha.

Geração de números quânticos aleatórios (QRNG) de modo rápido e economicamente viável é essencia para a ciber-segurança moderna e simulação científica pela necessidade de números aleatórios não previsíveis, não reproduzíveis e sem viéses. O beneficiário aprenderá a fabricação, simulação e técnicas de laboratórios para criar um dispositivo QRNG e entender a viabilidade de sua implementação para o mercado. O plano é para um período de 12 meses.

Neste projeto, pretende-se projetar, implementar e caracterizar um espectrômetro com dois pentes de frequências (dual-comb spectrometer) no infravermelho próximo, seguido de sua extensão a outras regiões do espectro.Serão empregados dois lasers de fentosssegundos na região de telecomunicações em torno de 1550 nm, assim como técnicas de gerenciamento de dispersão, amplificação em amplificadores de fibra dopada com érbio, e expansão espectral e posterior conversão para o infravermelho médio e distante.Os pentes gerados serão estabilizados em frequência visando obter espectrômetros robustos que forneçam alta resolução e taxa de aquisição. Seu uso será demonstrado em espectroscopia de materiais diversos.

m busca de melhor disseminar o conhecimento científico e tecnológico junto ao público geral, buscando um maior impacto na sociedade dos trabalhos desenvolvidos pelo Projeto Temático Fapesp intitulado Integrated Photonics, este projeto propõe atuar junto às equipes participantes do projeto, para garantir o aprimoramento da divulgação científica e tecnológica de pesquisas, projetos e eventos realizados pelo Laboratório, ao público em geral. Para isso, será realizada a modulação da linguagem para melhor atender as particularidades discursivas desses perfis e da plataforma utilizada, que será o site institucional do Projeto. A ideia é trazer conteúdo também em português, uma vez que a página já existe, porém a maioria do conteúdo publicado foi escrito em língua inglesa. Além disso, a iniciativa também prevê possíveis produções audiovisuais mais pontuais, que serão também veiculadas nos canais próprios do IPhD.

Exploraremos nossa pesquisa sobre a interação entre ondas ópticas e mecânicas para divulgar descobertas científicas. Integrando estudantes e adotando mídias variadas, nosso projeto visa ampliar o alcance da ciência, inspirando uma sociedade mais informada e engajada.