מובילים באקדמיה: סטודנטים לתואר ראשון ב-HIT פרסמו מאמרים במגזינים הנחשבים ביותר

נתנאל קטש וסלמאן חטיב, בוגרי הפקולטה להנדסת חשמל הגיעו להישג מרשים כבר במהלך לימודיהם לתואר הראשון עם פרסום שני מאמרים חשובים בכתבי עת בינלאומיים 

בתמונה משמאל למין: ד"ר דרור מלכה ונתנאל קטש 

פרסום מאמרים אקדמיים עבור סטודנטים במהלך התואר הראשון הינו השג יוצא דופן. אבל נראה שכמו בהרבה תחומים, HIT מכון טכנולוגי חולון הוא יחיד במינו כאשר 2 בוגריו, נתנאל קטש וסלמאן חטיב פרסמו 2 מאמרים אקדמיים שעשו את דרכם לכתבי עת מדעיים מובילים, Applied Sciences ו- Micromachines ואף הציגו עבודתם המחקרית בכנס Oasis 8 – התערוכה המובילה לתחום האופטיקה והאלקטרו-אופטיקה בישראל.

המאמרים של השניים עוסקים במַשְׁדֵּרִים פוטונים הפועלים בקצב העברת נתונים גבוה (מעל 150 Gb/s) בספקטרום ה- O-Band (1260-1360nm) אשר דורשים לפחות 100 מיליוואט של הספק בכדי להתגבר על הפסדי ההספק שנגרמים משימוש במאפננים במהירות גבוהה. 

קטש וחטיב הצליחו בעזרת הנחייה של ד"ר מלכה לבצע תיכנון חדש של מאחד הספקים בגודל של 2x1 בטכנולוגיית ה-Multimode Interference (MMI) באמצעות מבנה של Slot Waveguide אשר מבוסס על סיליקון ניטריד (SiN). מאחד ההספקים בטכנולוגיית ה-MMI שמבוסס על מבנה של Slot Waveguide מ-SiN, עברו אופטימיזציות באמצעות שיטת התפשטות אלומה ווקטורית מלאה (FV-BPM) ובשיטת ההפרש הסופי בתחום הזמן (FDTD). לאחר איחוד שני המקורות, הושגה יעילות גבוהה של 94.8-97.6% מההספק הכולל במוצא הרכיב כאשר אורכו הוא 109.81 μm על פני ספקטרום ה-O-Band עם ערך החזרות אחוריות נמוכות של 44.94 dB. לפיכך, ההתקן המוצע יכול להיות שימושי מאוד באיחוד שני מקורות בספקטרום ה-O-Band ובכך להשיג רמת הספק גבוהה יותר שניתן להשתמש בה כדי לשפר את הביצועים במַשְׁדֵּר.

וכן, פתרון טוב יותר להגברת רמת ההספק באמצעות מאחד הספקים בגודל של 4x1 המבוסס על טכנולוגיית ה-Multimode Interference (MMI) באמצעות מבנה של Slot Waveguide אשר מבוסס על סיליקון ניטריד (SiN). המאחד מגיע לפתרון באמצעות שיטת התפשטות אלומה ווקטורית מלאה (FV-BPM) והפרמטרים המרכזיים נותחו באמצעות קודי סקריפט של Matlab.

התוצאות מראות כי המאחד יכול לתפקד היטב על פני ספקטרום ה - O-band עם יעילות איחוד גבוהה של לפחות 98.2% מההספק הכולל במוצא הרכיב כאשר אורכו הוא 28.78 מיקרומטר. מחקר זה מראה כיצד ניתן להשיג איחוד הספקים של ארבעה מקורות קוהרנטיים גאוסיאנים באמצעות טכנולוגיית Slot Waveguide המבוסס על SiN. בנוסף לכך, ההשתקפות האחורית (BR) של המאחד נפתרה באמצעות שיטת תחום זמן סופי והתוצאה מראה BR נמוך של dB40.15. ניתן להשתמש בטכנולוגיה זו לאיחוד מקורות קוהרנטיים מרובים הפועלים עם מעגלים פוטונים בספקטרום ה - O-band.

ד"ר דרור מלכה, מרצה בפקולטה להנדסת חשמל מסביר כי מדובר בהישג פורץ דרך: "בדרך כלל סטודנטים לתואר ראשון לא מפרסמים מאמרים וכאן מדובר בצמד מבריק המציע פתרון כביר שכבר יכול לשמש את תעשיית התקשורת האופטית בארץ", אמר ד"ר מלכה וציין כי מבדיקה עולה כי כבר החלו מצטטים את המאמר ברחבי העולם האקדמי ובנוסף, סגל המכון כבר החל לקבל פניות אודות המאמר מהחברות החזקות בתחום.

"בזכות עבודה מאומצת של שנה והרבה דחיפה של המרצה שלנו, דרור, הגענו לאן שהגענו. לא חשבנו שנגיע כזה רחוק ואם שהתחלנו היית אומר לי שהמאמר יגיע לכנס הגדול בישראל לתקשורת אופטית, לא הייתי מאמין" מספר נתנאל קטש, בוגר הפקולטה להנדסת חשמל ואלקטרוניקה ב-HIT מכון טכנולוגי חולון.