Ffotoneg a Chyfathrebu

Mae ymchwil Ffotoneg a Chyfathrebu ym Mhrifysgol Bangor yn cynnwys dyfeisiau lled-ddargludyddion graddfa nanometr a synwyryddion ar gyfer cymwysiadau biofeddygol, ymysg eraill. Rydym yn archwilio systemau cyfathrebu optegol ar raddfa fawr sy'n galluogi trosglwyddo data ar raddfa o 40 gigabeit yr eiliad.  Mae ein hadran yn gwneud ymchwil mewn nifer o feysydd ymchwil ffotonig allweddol ac yn cydweithredu â phrifysgolion yn yr Almaen, Rwsia, UDA, Fietnam a Tsieina.

Cyfathrebu Optegol 

Esr 2006, mae Prifysgol Bangor wedi sefydlu ei henw da'n rhyngwladol fel grŵp ymchwil blaenllaw ym maes cyfathrebu optegol a phrosesu signalau digidol ar gyfer telathrebu. Yn benodol, rydym wedi dyfeisio cysyniad trosglwyddo signalau digidol, a dderbynnir yn fyd-eang bellach, a elwir yn amlblecsio rhaniad amledd orthogonal optegol wedi ei fodiwleiddio'n addasol (OOFDM), ac rydym wedi cyflawni cyfres o 12 arddangosiad arbrofol arloesol o drosglwyddyddion OOFDM cyflym amser real. Mae'r arddangosiadau amser real hyn yn cael eu galluogi gan nifer o dechnegau cydamseru symbolau sy'n seiliedig ar brosesu signalau digidol a chynhyrchu signalau cloc, a ddyfeisiwyd gan Bangor. Mae'r gwaith arloesol hwn wedi arwain at Fujitsu yn masnacheiddio'r dechneg OOFDM ar gyfer canolfannau data. Ar hyn o bryd mae OOFDM hefyd yn cael ei ystyried yn safon dechnolegol gan sawl corff safonau rhyngwladol fel Ethernet 400GE. Yn fwyaf diweddar, mae ein gweithgareddau ymchwil wedi canolbwyntio ar archwilio technolegau prosesu signalau digidol blaengar ar gyfer rhwydweithiau optegol a rhwydweithiau symudol sy'n cydgyfeirio'n ddi-dor ar gyfer rhwydweithiau 5G er mwyn gwella trosglwyddiad signalau a lled band yn sylweddol.  

Laserau Nano

Defnyddir laserau mewn llawer o gymwysiadau bob dydd megis ceir, disgiau pelydr glas ac i drin canserau. Mae'r ymdrechion helaeth i greu dyfeisiau ffotonig bychan yn cael eu gyrru gan y cyfle i ddatblygu synwyryddion ac actiwadyddion nano-raddfa newydd sy'n addas at ddefnydd eang, e.e. monitro amgylcheddol, cymwysiadau bio-wyddonol a meddygol. Mae Bangor yn gweithgynhyrchu'r genhedlaeth nesaf o laserau sy'n cael eu gwneud i fod yn llai na'r canfed ran o faint blewyn dynol. Mae hyn yn arwain at gymwysiadau newydd cyffrous ar gyfer y dechnoleg.

Defnyddio ffotoneg i gynhyrchu microdonau

Mae cynhyrchu ffotonig o signalau microdon amledd uchel wedi cael llawer o sylw dros y degawd diwethaf. Un o'r prif ysgogiadau y tu ôl i'r astudiaethau hyn yw eu cymhwysiad posib mewn systemau cyfathrebu radio-dros-ffibr. O'i gymharu â chynhyrchu microdonau confensiynol sy'n seiliedig ar gylchedau, mae cynhyrchu microdonau ffotonig yn cynnig sawl mantais, megis cost isel, cyflymder uchel, pellter trosglwyddo hirach, defnyddio llai o bŵer a llai o gymhlethdod i integreiddio i system.  Mae laser allyrru wyneb ceudod fertigol yn fath arbennig o laser lled-ddargludyddion. Mae ganddo lawer o nodweddion trawiadol, megis cost isel, defnyddio llai o bŵer, proffil paladr crwn, gweithrediad modd hydredol unigol, rhwyddineb saernïo a hirhoedledd, felly, mae cynhyrchu signal ffotonig microdonau'n seiliedig ar laser allyrru wyneb ceudod fertigol sydd wedi ei chwistrellu'n optegol yn cynnig llwybr cost isel a llwybr ar gyfer defnydd pŵer isel.  

Defnyddio anhrefn optegol

Mae anhrefn wedi denu cryn ddiddordeb ymchwil oherwydd ei gymwysiadau mewn cyfathrebu cyflym, gatiau rhesymeg, adlewyrchyddion parth amser optegol, LIDARs a chynhyrchwyr rhifau ar hap. Mae'n well defnyddio anhrefn â chymhlethdod uchel, lled band eang a dim llofnod oedi amser ar gyfer y rhan fwyaf o'i gymwysiadau. Gwnaed ymdrechion sylweddol i sicrhau'r anhrefn gorau. 

Ffotoneg Integredig a phlasmoneg gweithredol

Mae technoleg Cylched Integredig Ffotonig yn sector sy'n tyfu'n gyflym yn y diwydiant opteg ac amcangyfrifir y bydd yn rheoli cyfran o'r farchnad gwerth tua £1B erbyn 2022.  Defnyddir llwyfannau deunydd Silicon a III-V yn helaeth i greu cylchedau integredig ffotonig ond mae deunyddiau eraill hefyd yn cael eu hystyried a'u datblygu. Rydym yn datblygu dulliau i dywys a thrin signalau golau ar un sglodyn ffotonig, gan ddefnyddio llwyfannau tywys tonnau colledion isel a chydrannau eraill. At y diben hwn, rydym yn defnyddio prosesau nanogynhyrchu yn ystafell lân yr adran. 

Deunyddiau 2D ar gyfer synhwyro ffotonig

Mae technoleg ffotoneg yn cael ei chynnig fwyfwy fel platfform optegol ffafriol ar gyfer amrywiaeth eang o gymwysiadau synhwyro gwyddonol a diwydiannol. Mae deunyddiau 2D o'r radd flaenaf fel graffen ynghyd ag uwch dechnolegau ffotoneg yn ein harwain i ddarganfod ffenomenau newydd, datblygiadau newydd a chymwysiadau newydd. Rydym yn gwneud ymchwil amlddisgyblaethol mewn meysydd bio-nano-ffotoneg trwy fanteisio ar gyfleoedd newydd sy'n dod i'r amlwg trwy integreiddio technoleg ffibr optig, nanodechnoleg a nanoddefnyddiau 2D ar gyfer cymwysiadau ym maes gofal iechyd, biofeddygol, diogelwch bwyd a monitro amgylcheddol.  

 Diagram sgematig o biosynhwyrydd optig ffibr graffen.