Παρουσίαση διδακτορικού Λευτέρη Γουναρίδη

Ο Λευτέρης Γουναρίδης παρουσίασε με επιτυχία το διδακτορικό του με τίτλο “Design and realization of photonic structures and control for interferometric hybridly integrated sensors”, την Παρασκευή 14 Μαΐου. O πυρήνας του ερευνητικού έργου του κ. Γουναρίδη είναι η ανάπτυξη ενός φωτονικού συμβολομετρικού αισθητήρα ανίχνευσης της αλλαγής του δείκτη διάθλασης υγρών δειγμάτων, ο οποίος έχει ολοκληρωθεί υβριδικά. Προς αυτήν την κατεύθυνση, πραγματοποιήθηκε ο σχεδιασμός φωτονικών δομών και η ανάπτυξη αλγορίθμων λειτουργίας του, και επεξεργασίας των δειγμάτων με σκοπό την επιπλέον συμπάγειά του,  την αυξημένη ευαισθησία και τη βελτίωση του ορίου ανίχνευσης.

Οι φωτονικές δομές που σχεδιάστηκαν και κατασκευάστηκαν είναι οι 1×4 και 1×8 συζεύκτες παρεμβολής πολλών ρυθμών (multimode interference couplers – MMIs) με σκοπό τη διαμοίραση της οπτικής ισχύος σε ίσα μέρη ώστε να τροφοδοτηθούν οι μικροδακτύλιοι συντονισμού (Microring Resonators – MRRs) που αποτελούν τον πυρήνα του αισθητήρα ανίχνευσης της αλλαγής του δείκτη διάθλασης. Επιπλέον, σχεδιάστηκαν και κατασκευάστηκαν συζεύκτες φράγματος περίθλασης μονής και διπλής θύρας, με στόχο την κατακόρυφη σύζευξη του φωτός από και προς το φωτονικό chip. Τέλος, σχεδιάστηκε η δομή περιστροφικού πολωτή η οποίος προκαλεί τη μερική περιστροφή του άξονα διάδοσης του κύματος εξασφαλίζοντας έτσι την παρουσία και των δύο ΤΕ και ΤΜ ρυθμών εντός του φωτονικού chip.

Ο αλγόριθμος που αναπτύχθηκε, βασίζεται στη Fourier Transform θεωρία και χρησιμοποιείται για την επεξεργασία των πειραματικών δεδομένων και τον υπολογισμό της μετατόπισης του μήκους κύματος συντονισμού της συμβολομετρικής κοιλότητας. Έπειτα από ένα εκτεταμένο σύνολο αριθμητικών μελετών αποδείχθηκε πως αλγόριθμος που χρησιμοποιεί τη Fast Fourier Transform μέθοδο, μπορεί να βελτιώσει κατά 2-3 τάξεις μεγέθους την ανάλυση και το όριο ανίχνευσης του αισθητήρα σε σύγκριση με την ευρέως γνωστή μέθοδο αναζήτησης τοπικού μεγίστου (Peak Search) ακόμη και όταν αυτή συνδυάζεται με τη Lorentzian προσαρμογή των δεδομένων (Lorentzian fitting).

Ακολούθησε πειραματική επιβεβαίωση της μεθόδου καθώς επίσης και μετρήσεις πραγματικών δειγμάτων μυκοτοξίνης ΟΤΑ και μορίων χαλκού. Η διδακτορική αυτή διατριβή, οδήγησε σε νέους κανόνες σχεδιασμού φορητών, φωτονικών αισθητήρων με υψηλή απόδοση, χρησιμοποιώντας χαμηλού κόστους και χαμηλών κατασκευαστικών απαιτήσεων εξαρτήματα, όπως ευρεία οπτικά φίλτρα (MRRs με μέτριο Q-factor), φθηνές πηγές φωτός (VCSELs με χονδροειδές βήμα σάρωσης) και φθηνά ηλεκτρονικά ελέγχου.