KIS 9. ELEKTRONIKA I FOTONIKA

I. INNOWACYJNE SENSORY I DETEKTORY ( KONSTRUKCJA, TECHNOLOGIA, MATERIAŁY)

  1. Technologia i konstrukcja sensorów światłowodowych punktowych i rozłożonych, w tym wykorzystujących światłowody klasyczne i mikrostrukturalne.

  1. Technologia i konstrukcja sensorów, detektorów oraz matryc detektorowych promieniowania elektromagnetycznego (UV-VIS-IR-THz).

  2. Technologia i konstrukcja sensorów, detektorów i matryc detektorowych promieniowania jonizującego.

  3. Technologia i konstrukcja sensorów wykorzystujących techniki akustyczne.

  4. Technologia i konstrukcja sensorów typu MEMS/NEMS/MOEMS.

  5. Technologia i konstrukcja sensorów elastycznych i/lub drukowanych.

  6. Technologia i konstrukcja sensorów wielkości elektrycznych i magnetycznych.

  7. Technologia i konstrukcja sensorów i matryc sensorów fizycznych, chemicznych i biochemicznych, w tym elektrochemicznych, półprzewodnikowych, termometrycznych, masowych i piezoelektrycznych.

  8. Sensory chemiczne gazów i substancji chemicznych (fotoniczne, konduktometryczne i inne).

  9. Techniki i materiały dla funkcjonalizacji elementów sensorowych.

  10. Sensory do pomiarów biofizycznych parametrów organizmów żywych i struktur biologicznych.

  11. Sensory wykorzystujące struktury biologiczne (enzymy, białka, kwasy nukleinowe i inne),

  12. Technologia, konstrukcja, modelowanie i charakteryzacja inteligentnych sensorów i sieci sensorowych.

  13. Konstrukcja i technologia sensorów biokompatybilnych oraz ich hermetyzacja.

  14. Sensory spektrometryczne, w tym czujniki wykorzystujące promieniowanie THz.

  15. Zintegrowane systemy analityczne np. typu Lab-on-Chip

II. TECHNOLOGIE, MATERIAŁY I URZĄDZENIA DLA FOTOWOLTAIKI

  1. Technologie innowacyjnych ogniw fotowoltaicznych z materiałów krzemowych, w tym technologie ogniw cienkowarstwowych i hybrydowych.
  2. Technologie wysokowydajnych ogniw cienkowarstwowych na bazie materiałów nie-krzemowych ( np. stop CIGS, kesteryty, perowskity i inne).

  3. Technologie ogniw fotowoltaicznych trzeciej generacji, w tym kropki kwantowe, plazmony, poziomy przejściowe, pomnażanie nośników ładunku, struktury organiczne i barwnikowe (ogniwa na podłożach elastycznych), manipulowanie widmem światła (luminescencja, konwersja w górę i w dół).

  4. Technologie przezroczystych warstw przewodzących oraz przezroczystych półprzewodników typu n i p.

  5. Technologie modułów fotowoltaicznych z wykorzystaniem nowych materiałów do zastosowań w systemach zintegrowanych z podłożem.

  6. Nowe techniki i urządzenia do badań i diagnostyki modułów i systemów fotowoltaicznych (w tym techniki analizy uzysków energetycznych).

III.TECHNOLOGIE, MATERIAŁY I URZĄDZENIA ŚWIATŁOWODOWE

  1. Technologie, metody i urządzenia wykorzystujące innowacyjne światłowody (pasywne i aktywne) oraz elementy światłowodowe do zastosowań telekomunikacyjnych.
  2. Technologie, metody i urządzenia wykorzystujące światłowody aktywne, do zastosowań we wzmacniaczach i laserach włóknowych.

  3. Technologie, metody i urządzenia wykorzystujące światłowody specjalne, w tym mikrostrukturalne i nanostrukturalne o kształtowanych własnościach transmisyjnych, polimerowe oraz światłowody zintegrowane z materiałami kompozytowymi.

  4. Technologie, metody i urządzenia wykorzystujące włókna specjalizowane pod kątem niestandardowych funkcjonalności (w tym generacji supercontinuum i innych efektów nieliniowych, transmisji wysokich mocy i/lub w nietypowych zakresach spektralnych, niekonwencjonalnych charakterystyk modowych lub dyspersyjnych).

  5. Urządzenia światłowodowe – lasery i wzmacniacze światłowodowe nowej generacji, w tym urządzenia na nietypowe zakresy spektralne, jak VIS oraz MIR.

  6. Technologie i diagnostyka pokryć światłowodowych do zastosowań przemysłowych, w tym o wysokiej odporności na narażenia środowiskowe, w tym technologie obróbki i łączenia takich włókien.

IV. INNOWACYJNE ŹRÓDŁA PROMIENIOWANIA OPTYCZNEGO (MATERIAŁY, TECHNOLOGIE, URZĄDZENIA)

  1. Laserowe źródła promieniowania w obszarze VIS oraz UV, w tym lasery półprzewodnikowe na bazie materiałów z szeroką przerwą energetyczną.
  2. Lasery półprzewodnikowe na zakres podczerwieni (NIR oraz lasery na pasma (SWIR, LWIR i THz) na bazie supersieciowych obszarów aktywnych (lasery typu QCL i ICL).

  3. Urządzenia i systemy laserowe generujące promieniowanie szerokopasmowe.

  4. Technologie, materiały i układy laserów (i mikrolaserów) ciała stałego: pracy ciągłej i impulsowych (nano-, piko-, i femtosekundowych), układy nieliniowej przemiany częstotliwości optycznych.

  5. Innowacyjne źródła światła, w tym źródła LED (nieorganiczne i organiczne).

V. SYSTEMY ORAZ SIECI SENSOROWE I TELEKOMUNIKACYJNE

  1. Techniki zarządzania, przetwarzania i gromadzenia danych, optymalizacji i samoorganizacji sensorów i sieci sensorowych.

  2. Bezpieczeństwo sensorów i sieci sensorowych oraz systemy zabezpieczenia przesyłu i gromadzenia danych.

  3. Lokalizacja w sieciach sensorowych (algorytmy i techniki lokalizacji i tworzenia map).

  4. Rozwój sieci sensorowych Body Area Network.

  5. Rozwiązania konstrukcyjne i technologiczne służące tworzeniu autonomicznych sieci sensorowych.o zerowym bilansie energetycznym

  6. Optyczne urządzenia nadawcze, odbiorcze i przetwarzające oraz elementy sieci światłowodowych i technologie dla sieci dostępowych NGN i sieci rdzeniowej.

  7. Optyczne urządzenia i systemy zapewniające bezpieczeństwo transmisji i/lub przetwarzania danych na poziomie warstwy fizycznej, w tym systemy kwantowej dystrybucji kluczy kryptograficznych.

  8. Nowe techniki modulacji i demodulacji sygnałów optycznych ze zwiększoną odpornością na zakłócenia i zniekształcenia transmisji

  9. Nowe, złożone metody kodowania i zaawansowane techniki detekcji dla zwiększenia informacyjnej przepustowości łączy.

  10. Optyczne urządzenie nadawcze, odbiorcze oraz przetwarzające dla sieci transportowych, efektywne wzmacniacze mocy optycznej, technologie związane z optymalizacją wykorzystywanego pasma oraz redukcją konsumpcji energii.

  11. Rozwój technologii FSO do przepustowości na poziomie 100 Gbps i dystansach co najmniej 10 km.

VI. INNOWACYJNE UKŁADY I SYSTEMY ELEKTRONIKI, OPTOELEKTRONIKI I FOTONIKI SCALONEJ.

  1. Konstrukcje i technologie innowacyjnych przyrządów i modułów mocy.

  2. Technologie, konstrukcje i materiały dla innowacyjnych rozwiązań elektroniki i fotoniki.

  3. Projektowanie i prototypowanie specjalizowanych układów elektroniki scalonej ASIC.

  4. Technologie i materiały dla optyki i fotoniki scalonej – w tym technologie bazujące na platformach półprzewodnikowych oraz dielektrycznych.

  5. Konstrukcje, technologie i prototypowanie układów MOEMS/NOEMS.

  6. Prototypowanie i wytwarzanie specjalizowanych układów fotoniki scalonej ASPIC

  7. Prototypowanie i wytwarzanie komponentów i układów optycznych.

  8. Technologie integracji heterogenicznej ASPIC/ASIC/MOEMS).

  9. Technologie montażu i hermetyzacji układów elektronicznych i fotonicznych.

VII.ZAGADNIENIA APLIKACYJNE

  1. Sensory i sieci sensorowe oraz aparatura elektroniczna i fotoniczna dla zastosowań medycznych (w tym diagnostyki i sensoryki biomedycznej, implantów biomedycznych, monitorowania funkcji życiowych, terapii, rehabilitacji oraz dla potrzeb osób niepełnosprawnych.

  2. Sensory i sieci sensorowe oraz aparatura elektroniczna i fotoniczna do monitorowania stanu środowiska oraz stanu zagrożenia bezpieczeństwa publicznego (w tym chemicznego, radiologicznego i epidemiologicznego)

  3. Sensory i sieci sensorowe oraz aparatura elektroniczna i fotoniczna do monitoringu stanu technicznego i bezpieczeństwa konstrukcji inżynierskich, infrastruktury przemysłowej i obiektów publicznych i/lub przewidywania czasu ich bezpiecznej eksploatacji (SHM i PHM).

  4. Sensory i sieci sensorowe dla inteligentnych budynków i miast, w tym dla potrzeb analizy i modelowania zachowań i otoczenia człowieka.

  5. Sensory i sieci sensorowe oraz aparatura elektroniczna i fotoniczna w zastosowaniach rolniczych, w przemyśle leśnym i rolno-spożywczym.

  6. Sensory i sieci sensorowe oraz aparatura elektroniczna i fotoniczna dla modelowania, symulacji, monitorowania i kontroli i/lub sterowania procesów technologicznych i produktów w produkcji i fazie po-produkcyjnej (aż do utylizacji w procesach GOZ).

  7. Sensory i sieci sensorowe oraz aparatura elektroniczna i fotoniczna na potrzeby zaawansowanych systemów ochrony perymetrycznej.

  8. Sensory i inteligentne sieci sensorowe dla lokalizacji osób i rzeczy oraz nawigacji w obiektach zamkniętych.

  9. Sensory i urządzenia optoelektroniczne dla zaawansowanej metrologii i diagnostyki technicznej w tym dla badań nieniszczących.

  10. Sensory dla sterowania i autodiagnostyki maszyn i urządzeń w systemach M2M, H2M lub M2H.

  11. Sieci sensorowe na potrzeby monitorowania i sterowania ruchu lądowego, powietrznego, wodnego w transporcie i w przemyśle.

  12. Inteligentne sieci sensorowe i rozwiązania wspierające handel, zwłaszcza elektroniczny oraz systemy integrujące elektroniczne i tradycyjne kanały sprzedaży.

  13. Przyrządy i systemy fotoniczne oraz sensorowe do pracy ekstremalnych warunkach środowiskowych (ang. harsh environment).

  14. Urządzenia i systemy fotoniczne do obróbki przestrzennej i powierzchniowej materiałów oraz wytwarzania elementów.

  15. Urządzenia do rejestracji i przetwarzania obrazów w różnych zakresach widma, w tym urządzenia dla robotyki i nawigacji

  16. Innowacyjna elektroniczna i/lub optoelektroniczna aparatura kontrolna i pomiarowa

VIII.ZAGADNIENIA HORYZONTALNE W TECHNOLOGIACH SENSOROWYCH I FOTONICZNYCH

    1. Układy i technologie dla systemów sensorowych i fotonicznych w tym integracja mikroukładów z oprogramowaniem (ang. embedded systems i systemy cyberfizyczne), układy kontrolerów, komunikacji i zasilania.

    2. Techniki i systemy oszczędnego wykorzystywania oraz zbierania energii (energy harvesting) na potrzeby autonomicznych przyrządów i systemów sensorowych i fotonicznych.

    3. Technologie integracji i miniaturyzacji heterogenicznych i inteligentnych systemów sensorowych, fotonicznych i mikroelektronicznych.

    4. Metody ko-symulacji i ko-projektowania (ang. co-simulation and co-design) zintegrowanych systemów mikroelektronicznych (ang. mixed-signal) oraz mikrosystemów heterogenicznych.

    5. Metody podnoszenia niezawodności przyrządów oraz systemów sensorowych i fotonicznych.

    6. Technologie wykorzystania fuzji danych gromadzonych przez różne typy sensorów.

    7. Cyberbezpieczeństwo programowe i sprzętowe przyrządów i systemów mikroelektronicznych i fotonicznych na poziomie technologii i projektowania.

    8. Inteligentne systemy mechatroniczne i optomechatroniczne.

    9. Elektroniczne układy wspierające systemy fotoniczne (w tym laserowe) oraz systemy detekcji.

    10. Techniki i urządzenia pomiarowe dla charakteryzacji, testowania i wzorcowania sensorów oraz elementów i systemów optycznych i fotonicznych.

Słownik:
ASIC (ang. Application Specific Integrated Circuit) – specjalizowany elektroniczny układ scalony
ASPIC (ang. Application Specific Photonic Integrated Circuit) – specjalizowany fotoniczny układ scalony
Body Area Network – sieć sensorowa, której elementy ulokowane są na lub wewnątrz organizmów żywych
CIGS (ang. Copper Indium Gallium Selenide solar cells – ogniwa fotowoltaiczne z selenku miedziowo-indowo-galowego
CW (ang. Continuous-wave) – rodzaj emisji fali elektromagnetycznej ze stałą amplitudą i częstotliwością
FSO (ang. Free-Space Optical communication) – technologia bezprzewodowej komunikacji optycznej, która wykorzystuje emisję światła w wolnej przestrzeni do przesyłania danych pomiędzy dwoma punktami
Harsh environment – trudne warunki środowiskowe (np. warunki kosmiczne, górnictwo, hutnictwo)
ITU-T (ang. International Telecommunication Union – Telecommunication Standardization Sector) – Sektor Normalizacji Telekomunikacji ITU
LED (ang. Light Emitting Diode) – dioda elektroluminescencyjna zaliczana do półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych, emitujących promieniowanie w zakresie światła widzialnego, podczerwieni i ultrafioletu
MEMS (ang. MicroElectroMechanical Systems) – mikrosystem najczęściej wytwarzany przy użyciu technologii półprzewodnikowej, składający się z elementów mechanicznych i elektrycznych
MIR (ang. Mid infrared) – promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie średniej podczerwieni
MOEMS (ang. MicroOptoElectroMechanical Systems) – mikrosystem najczęściej wytwarzany przy użyciu technologii półprzewodnikowej, składający się z elementów mechanicznych, optycznych i elektrycznych
M2H (ang. Machine to Human) – komunikacja pomiędzy człowiekiem a maszyną
M2M (ang. Machine to Machine ) – komunikacja pomiędzy maszynami
NEMS (ang. NanoElectroMechanical Systems) – mikrosystem najczęściej wytwarzany przy użyciu technologii półprzewodnikowej, składający się z elementów mechanicznych i elektrycznych, zawierający elementy o rozmiarach nanometrycznych
NGN (ang. Next Generation Network) – sieć następnej generacji; dotyczy kluczowych zmian w architekturze sieci telekomunikacyjnych, które nastąpią w ciągu następnych lat
NOEMS (ang. NanoOptoElectroMechanical Systems) – mikrosystem najczęściej wytwarzany przy użyciu technologii półprzewodnikowej, składający się z elementów mechanicznych, optycznych i elektrycznych, zawierający elementy o rozmiarach nanometrycznych
PHM (ang. Prognostics Health Monitoring) – zarządzanie i przewidywanie żywotności konstrukcji
SHM (ang. Structural Health Monitoring) – monitorowanie stanu technicznego konstrukcji
ULP (ang. Ultra Low Power) – strategię projektowania układów i systemów zintegrowanych w których zużycie mocy jest obniżane poniżej wynikającego z upływności przyrządów (tranzystorów) poprzez zastosowanie specjalnych rozwiązań układowych (np. wprowadzanie tranzystorów bramkujących i in.) przy minimalizacji pogorszenia szybkości działania systemu (układu).
UV (ang. Ultraviolet) – promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie ultrafioletu
VIS (ang. Visible) – promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie widzialnym