Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.

This project focuses on the development of single-photon avalanche detector (SPAD)-based detection system and Kramer-Kronig optical receiver for free space optical (FSO) systems. The SPAD detection systems based on low-cost, high-reliability mainstream silicon technologies will be developed. In principle, SPADs can detect a single photon and so are expected to be the most sensitive detector for FSO systems. The end result of this proposed work will be the optimum SPAD detection system. Currently, FSO systems employ direct-detection receivers in which photo-current is proportional to optical intensity and hence, the phase of optical signal is lost. In this project, the team will extract the phase of optical signal from intensity using a Kramer-Kronig receiver. This additional degree of freedom enables to modulate the phase of the optical carrier which enhances the data rate of FSO system. The extra-information provided by the optical phase enables the accurate channel compensation helping to improve performance.

Ce projet consiste à mettre au point un système de détection utilisant un détecteur de type PAMP (photodiode avalanche monophotonique) et un récepteur optique de type Kramer-Kronig pour les systèmes de communication optique en espace libre. Le système de détection PAMP sera fabriqué à partir de composants électroniques classiques à base de silicium, très fiables et peu onéreux. En principe, les PAMP sont capables de détecter un photon unique et devraient donc être les détecteurs les plus sensibles pour les systèmes optiques en espace libre. Ces travaux devraient aboutir à un système de détection optimisé à base de PAMP. À l’heure actuelle, les systèmes optiques en espace libre utilisent des récepteurs en détection directe pour lesquels le signal photoélectrique est proportionnel à l’intensité du signal optique et la phase de celui-ci est donc perdue. L’équipe de recherche propose d’extraire l’information de phase contenue dans le signal optique à l’aide d’un récepteur Kramer-Kronig. Cette information supplémentaire peut être utilisée en modulant la phase de la porteuse optique et en augmentant ainsi le débit des systèmes optiques en espace libre. Les données supplémentaires transmises par modulation de la phase du signal optique permettent une compensation précise sur chaque canal et donc une amélioration des performances.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

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