Universit

1
Università degli Studi di PaviaDipartimento di
Elettronica
Laboratorio di Elettroottica
Crittografia ottica caoticaCaos ed
epilessiaMicrostrutture ottiche

Valerio Annovazzi Lodi, Sabina Merlo, Mauro
Benedetti
2
Crittografia
Elaborazione un messaggio in modo da renderlo
inintelleggibile agli ascoltatori non
autorizzati ovvero Trasmissione sicura su di una
rete insicura

• Metodi basati su algoritmi
• (crittografia software)

• Metodi al livello fisico
• (crittografia hardware)

Crittografia caotica
3
Caos
Il caos e un regime deterministico, ma assai
complesso (pseudocasuale), osservabile in
unampia classe di sistemi non-lineari
Un laser può essere portato al caos
perretroriflessione da specchio remoto
Un tipico laser a semiconduttore per
telecomunicazioni, reso caotico, mostra una
modulazione RF di decine di GHz
4
Crittografia ottica caotica
LASER CAOTICO
Trasmettitore (Laser MASTER)
Ricevitore (Laser SLAVE)
LASER CAOTICO
5
Sincronizzazione del caos
Slave
Acquisizione della forma donda caotica nel
dominio del tempo con Cavità CORTA ad Anello
CHIUSO
6
Mascheratura caotica
Cavità CORTA Anello CHIUSO
7
Trasmissione di un segnale videocon portante a
2.4GHz
Messaggio in chiaro
Messaggio mascherato
Messaggio estratto
8
Epilessia
L'epilessia è una patologia del sistema nervoso,
caratterizzata da ricorrenti crisi convulsive,
che provocano gravi problemi nella normale
attività di un individuo (possono portare anche
alla perdita della coscienza) peggiorandone la
qualità della vita. La previsione della
convulsione è di fondamentale importanza per
evitare continue cure farmacologiche, non sempre
efficaci e non prive di effetti collaterali
9
Epilessia
Previsione della crisi epilettica -Stima della
dimensione caotica di EEG -Ricerca di pattern
10
Argomenti di progetto triennale sul caos
11
Microstrutture ottiche in silicio Cristalli
fotonici Microspecchi
12
Cristalli fotonici
Materiali artificiali con distribuzione periodica
dellindice di rifrazione Hanno bande fotoniche
di energia proibita Ovvero lunghezze donda in
cui si comportano da isolanti ottici
(need a more complex topology)
13
Photonic Crystals in Nature
Peacock feather
Morpho butterfly
wing scale
L. P. Biró et al., PRE 67, 021907 (2003)
6.21µm
J. Zi et al, Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 100,
12576 (2003) figs Blau, Physics Today 57, 18
(2004)
14
Strutture realizzate presso l'Università di Pisa
con tecnologia di microlavorazione del Silicio
Micropiani
Microcolonne
2D
1D
1 4 µm
50-100 µm
Periodo 3 - 4 - 8 µm
http//phobos.iet.unipi.it/barilla/micromachining
.htm
15
Foto al microscopio a scansione elettronica (SEM)
di cristalli fotonici in silicio microlavorato
16
Finanziamento Fondazione Alma Mater Ticinensis
2010-2012 Verso lo sviluppo di un biosensore
ottico basato su cellule studio di cristalli
fotonici in silicio microlavorato come
dispositivi micro-ottici per il monitoraggio di
attività cellulari. (in collaborazione con
IGM-CNR di Pavia e Dip. di Ing. dellInformazione
di UniPISA)
Foto di globuli bianchi marcati con colorante
fluorescente blu che si sono infilati tra le
pareti in silicio del cristallo fotonico
17
Foto al microscopio (vista dallalto) di cellule
MRC-5V1 fibroblasti marcati con colorante
fluorescente rosso che sono cresciute tra le
pareti in silicio del cristallo fotonico
FSi
V-g
18
Foto al microscopio a scansione elettronica (SEM)
di cellule MRC-5V1 fibroblasti che sono cresciute
in verticale sulle pareti in silicio del
cristallo fotonico
19
Microstrutture ottiche in silicio Cristalli
fotonici Microspecchi
20
Pico Projector (STM bTendo)
21
(No Transcript)
22
Argomenti di tesi
Caratterizzazione ottica di cristalli fotonici 1D
Misure di riflettività e trasmissività a varie
lunghezze d'onda su cristalli fotonici 1D in
silicio, anche in presenza di cellule e materiale
biologico vario. Prevede lutilizzo di fibre
ottiche e strumentazione optoelettronica.
Caratterizzazione del funzionamento dinamico di
microspecchi in silicio
Misure di frequenze di risonanza di microspecchi
utilizzando tecniche ottiche . Prevede lutilizzo
di laser e strumentazione elettronica.