Attività scientifica e didattica 2010-2013, Prof. S. Trillo
Settore Scientifico-Disciplinare:
09/F1, CAMPI ELETTROMAGNETICI
Relazione sull’attività scientifica e didattica svolta nel triennio
Anni Accademici 2010-2011, 2011-2012, 2012-2013
Prof. Stefano Trillo
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Attività scientifica e didattica 2010-2013, Prof. S. Trillo
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Attività didattica
Il Prof. Trillo ha tenuto per titolarità i seguenti corsi:
Propagazione (6CFU): A.A. 2010-2011, 2012-2013
Propagazione Guidata (6CFU): A.A. 2010-2011, 2012-2013
Dispositivi Ottici (6CFU): A.A. 2011-2012.
I corsi di Propagazione Guidata e Dispositivi Ottici sono stati tenuti nell’ambito del Corso di
Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni, classe LM-29 (D.M.
270/04), nonchè del Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria e Tecnologie per le Telecomunicazioni e l’Elettronica, classe 32/S (D.M. 509/99). L’ insegnamento di Propagazione è stato
tenuto nell’ A.A. 2010-2011 nell’ambito della Laurea Triennale in Ingegneria dell’Informazione
(Automazione, Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni), e sospeso per l’A.A. 2011-2012
a causa del passaggio alla L.M. nell’anno successivo, come deliberato dal relativo Consiglio
di Corso di Laurea.
Attività didattica post-laurea
Supervisione di attività di dottorato di ricerca: Dr. Ing. Stefania Malaguti, ciclo 23,
esame finale: aprile 2011.
Responsabilità verso post-doc
Nel triennio di riferimento il Prof. Trillo è stato responsabile di 2 assegni di ricerca dal
titolo:
(i) Sviluppo di codici numerici per il progetto e la realizzazione di dispositivi ottici con
applicazioni in ambito sensoristico, 2008, progetto Prominer.
(ii) Modelli di dispositivi fotonici in strutture periodiche, 2010, progetto Copernicus.
Attività di ricerca scientifica
Il Prof. Trillo ha svolto attività di ricerca nel campo dell’ottica e della fotonica principalmente sulle seguenti tematiche specifiche:
(a) Dispositivi ottici basati su cristalli fotonici
I cristalli fotonici sono strutture che consentono la progettazione di diversi tipologie di dispositivi ottici quali guide, nano-risonatori, filtri e commutatori/router di segnali ottici. Si è
affrontata la progettazione e la sperimentazione di tali dispositivi in strutture in semiconduttore III-V (GaAs e similari), principalmente nell’ambito della collaborazione europea relativa
al progetto Copernicus.
(b) Fenomeni di wave-breaking
Questa attività, di carattere sia teorico che sperimentale (esperimenti in collaborazione coi
gruppi del Prof. C. Conti, Sapienza, Roma; Prof. G. Millot, Université de Bourgogne,
Dijon, France) ha riguardato lo studio della formazione di shock dispersivi, cioè di treni
di oscillazioni veloci nel tempo o nello spazio, che regolarizzano la formazione di gradienti
virtualmente infiniti (onde di shock classiche) formatisi attraverso una catastrofe del gradiente
per effetto di forti nonlinearità.
(c) Solitoni ottici in mezzi nonlineari
I solitoni ottici sono impulsi o fasci spaziali caratterizzati dalla compensazione dell’ allarga-
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mento dispersivo o diffrattivo attraverso la risposta non lineare del mezzo in cui si propagano.
In questo campo si sono studiati i solitoni in mezzi caratterizzati da saturazione della risposta
nonlineare, i regimi caratterizzati dalla coesistenza di molti solitoni, e i fenomeni radiativi associati ai solitoni in mezzi/guide a dispersione controllata. Si è inoltre studiata la possibilità
di effettuare il time-reversal di un gas di solitoni che abbia attraversato un mezzo disordinato
con particolare riferimento al ruolo della distanza di correlazione del disordine.
(d) Conversione di frequenza in fibra ottica
Si è studiata la possibilità di effettuare la conversione di frequenza in fibre ottiche tramite
mixing a quattro onde in configurazioni innovative. In particolare si sono predette e osservate
instabilità di configurazioni di mixing multi-spettrale, che sono di tipo modulazionale in fibre
a dispersione anomala e di tipo idrodinamico in fibre a dispersione anomala. Si è inoltre
osservata la conversione assistita da scattering Raman in fibra birifrangente e la formazione
di treni di impulsi ad alta ripetizione stimolata da modulazione incrociata di fase.
Principali Finanziamenti
• Responsabile scientifico dell’unità UniFE per il progetto Copernicus (Compact Otdmwdm oPtical rEceiveRs based on photoNic crystal Integrated CircUitS), 7-th Framework Programme of the European Community (2007-2013), theme ICT-2009.3.8 (Organic photonics and other disruptive photonics technologies).
http://www.eee.nott.ac.uk/copernicus
• Coordinatore nazionale progetto biennale PRIN 2009 (periodo effettivo 2011-2014)
Shock waves in optics: theory and experiments, 3 unità (UniFE, UniAQ, UniBS); 217
Keuro.
• Coordinatore nazionale progetto triennale PRIN 2012 (periodo effettivo 2014-2017)
Extreme waves phenomena in optics and hydrodynamics, 4 unità (UniFE, UniRM1,
UniBS, UniTO); 235 Keuro.
Attività di coordinamento
Il Prof. Trillo è coordinatore del Corso di Dottorato in Scienze dell’ingegneria dal
1/1/2008. A tale dottorato, articolato in tre curriculum (Ingegneria Civile, Ingegneria Industriale, Ingegneria dell’Informazione), afferiscono circa quaranta studenti sui tre cicli in essere.
Dal 2010 il corso di dottorato è confluito nella Scuola di Dottorato in Scienze e Tecnologie,
gestita nell’ambito dello IUSS-Ferrrara (Istituto Universitario di Studi Superiori), di cui il
Prof. Trillo figura come membro del Consiglio Scientifico.
Partecipazione a Comitati Scientifici Nazionali
• Responsabile dellUnità di Ricerca UniFE nel Consiglio Scientifico della Società Italiana
di Elettromagnetismo (SIEM).
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• Rappresentante di UniFE nel Consiglio di Amministrazione del Consorzio di Ricerca
MISTE-R (Laboratorio di MIcro e Submicro Tecnologie abilitanti per l’Emilia Romagna), anni 2010-11.
Partecipazione a Comitati Editoriali e Tecnici Internazionali
• Editorial board, Photonics Research, Optical Society of America (OSA), dal 2013.
• Editorial board, International Journal of Optics, Hindawi Publ. Corp., dal 2009.
• TPC member:
Nonlinear Photonics, Topical Meeting OSA; Colorado Spring, june 2012; chair del subcomitee ”Computational Analysis, Design and Modeling of Dissipative and Conservative Systems” nel comitato tecnico della conferenza internazionale dell’OSA, Nonlinear
Photonics.
CLEO-QELS Fundamental Science, OSA; San Jose, USA, edizioni 2012, 2013, 2014.
• Organizzatore (con S. Wabnitz, Brescia; S. Selleri, Parma) del Int. Workshop ”Spatiotemporal workshop in optical fibers”, Villa del Grumello (CO), sept 15-18, 2013.
Pubblicazioni: Articoli su Riviste Internazionali
1. S. Malaguti, G. Bellanca, A. de Rossi, S. Combrié, S. Trillo, Self-pulsing driven by twophoton absorption in semiconductor nanocavities, Physical Review A 83, 051802(R)
(2011).
2. A. Armaroli, S. Trillo, Collective modulation instability in multiple four-wave mixing,
Optics Letters 36, 1999 (2011).
3. A. Fratalocchi, A. Armaroli, S. Trillo, Time-reversal focusing of an expanding soliton
gas in disordered replicas, Physical Review A 83, 053846 (2011).
4. A. Armaroli, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, A. de Rossi, S. Combrié, Oscillatory
dynamics of a nano-cavity with non-instantaneous Kerr response, Physical Review A,
84, 053816 (2011).
5. M. Crosta, A. Fratalocchi, S. Trillo, Bistability and instability of dark-antidark solitons
in the cubic-quintic nonlinear Schroedinger equation , Physical Review A 84, 063809
(2011).
6. M. Conforti, F. Baronio, S. Trillo, Dispersive shock waves in phase-mismatched second
harmonic generation, Optics Letters, 37, 1082 (2012).
7. M. Crosta, A. Fratalocchi, S. Trillo, Crossover dynamics of dispersive shocks in BoseEinstein condensates characterized by two and three-body interactions, Physical Review
A 85, 043607 (2012).
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8. M. Crosta, A. Fratalocchi, S. Trillo, Novel wave-breaking scenarios due to saturation
of defocusing nonlinearities, Optics Letters, 37, 1634 (2012).
9. L. Santamaria Amato, N. Ghofraniha, V. Folli, S. Trillo, E. Del Re, C. Conti, Measurement of scaling laws for shock waves in thermal nonlocal media, Optics Letters 37,
2325 (2012).
10. P. Colman, S. Combrié, G. Lehoucq, A. de Rossi, S. Trillo, Blue self-frequency shift of
slow solitons and radiation trapping in a line-defect waveguide, Physical Review Letters
109, 093901 (2012).
11. M. Crosta, A. Fratalocchi, S. Trillo, Whitham approach to dispersive shocks in systems
with cubic-quintic nonlinearities, New Journal of Physics 14, 093019 (2012).
12. K. Lenglé, M. Gay, L. Bramerie, J.C. Simon, S. Combrié, G. Lehoucq, A. de Rossi,
S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, Wavelength Division Demultiplexing and CrossTalk Assessment of a Photonic Crystal Filter, IEEE Photonics Tech. Letters 24 (23),
2109-2111 (2012).
13. S. Malaguti, G. Bellanca, A. de Rossi, S. Combrié, S. Trillo, Temporal gap solitons
and all-optical control of group-delay in line-defect waveguides, Physical Review Letters
109, 163902 (2012).
14. S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, L. Ottaviano, K. Yvind, S. Combrié, A. de Rossi,
Tailored design of WDM filters in BCB embedded PhC membranes, Opt. Quantum
Electron. 45(4), 329-342 (2013), published online: 21 dec 2012.
15. J. Fatome, I. El Mansouri, J.-L. Blanchet, S. Pitois, G. Millot, S. Trillo, S. Wabnitz,
Even harmonic pulse train generation by cross-polarization-modulation seeded instability in optical fibers, J. Opt. Soc. Am. B 30 (1), 99-106 (2013).
16. J. Fatome, C. Finot, A. Armaroli, S. Trillo, Observation of modulationally unstable
multi-wave mixing, Optics Letters 38 (2), 181-183 (2013).
17. T. N. Nguyen, M. Gay, K. Lenglé, L. Bramerie, M. Thual, J.C. Simon, S. Malaguti, G.
Bellanca, S. Trillo, S. Combrié, G. Lehoucq, and A. de Rossi, 100-Gb/s Wavelength
Division Demultiplexing Using a Photonic Crystal Four-Channel Drop Filter, IEEE
Photonics Technology Letters 25 (9), 813 (2013).
18. M. Conforti, F. Baronio, S. Trillo, Competing wave-breaking mechanisms in quadratic
media, Optics Letters 38 (10), 16481650 (2013).
19. S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, Optimized pump-probe operation in nanocavities
with free carrier plasma dispersion, Optics Express 21, 15859-15868 (2013).
20. M. Conforti, N. Westerberg, F. Baronio, D. Faccio, S. Trillo, Negative-frequency dispersive wave generation in quadratic media, Physical Review A 88, 013829 (2013).
21. G. Xu, J. Garnier, S. Trillo, A. Picozzi, Spectral dynamics of incoherent waves with a
noninstantaneous nonlinear response, Optics Letters 38, 2972-2975 (2013).
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22. J. Garnier, G. Xu, S. Trillo, A. Picozzi, Incoherent dispersive shocks in the spectral
evolution of random waves, Physical Review Letters 111, 113902 (2013).
23. M. Conforti, S. Trillo, Dispersive wave emission from wave breaking, Optics Letters,
38(19), 3815 (2013).
24. S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, Low-power spontaneous oscillations driven by bandfilling effect, Optics Letters 38 (21), 4366 (2013).
25. M. Heuck, S. Combrié, G. Lehoucq, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, P. T. Kristensen, J. Mork, P. Reithmaier, A. De Rossi, Heterodyne pump probe measurements
of nonlinear dynamics in an InP photonic crystal cavity, Applied Physics Letters 103
(18), 181120 (2013).
26. S. Combrié, G. Lehoucq, A. Junay, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, L. Menager,
J. P. Reithmaier, and A. De Rossi, All-optical signal processing at 10 GHz using a
photonic crystal molecule, Applied Physics Letters 103 (19), 193510 (2013).
27. F. Amrani, B. Kibler, P. Grelu, S. Wabnitz, S. Trillo, and G. Millot Vector modulational instability induced by Raman scattering in highly birefringent fiber, Optics Letters
38, xxx (2013); in press.
Conferenze e Workshop (con proceedings)
1. A. Akrout, K. Lengle, T. N. Nguyen, P. Rochard, L. Bramerie, M. Gay, M. Thual, S.
Malaguti, A. Armaroli, G. Bellanca, S. Trillo, S. Combrié, A. De Rossi; Couplage entre
une membrane a cristaux photonique en materiaux III-V et une fibre micro-lentillee:
simulations and mesures, Journées Nationales d’Optique Guidee (JNOG), Marseille,
July 4-7, 2011.
2. S. Malaguti, A. Armaroli, G. Bellanca, S. Trillo, S. Kaunga-Nyirenda, J. Lim, E.
Larkins, P. T. Kristensen, K. Yvind, J. Mork, Y. Dumeige, M. Gay, P. Colman, S.
Combrié, A. De Rossi Numerical modeling in photonic crystals integrated technology:
the COPERNICUS Project, NUSOD Conference, Rome, sept. 5-8, 2011; paper TuD3.
3. A. Akrout, K. Lengle, T. N. Nguyen, P. Rochard, L. Bramerie, M. Gay, M. Thual,
S. Malaguti, A. Armaroli, G. Bellanca, S. Trillo, S. Combrié, A. De Rossi; Coupling
between PhC membrane and lensed fiber: simulations and measurements, NUSOD Conference, Rome, sept. 5-8, 2011; paper TuD5
4. S. Combrié, G. Lehoucq, S. Xavier, A. De Rossi, K. Lengle, L. Bramerie, M. Gay, J.C.
Simon, G. Bellanca, S. Malaguti, S. Trillo, 40 Gb/s wavelength division demultiplexing
with a PhC filter, 17th Microopics Conference (MOC), Sendai (Japan), Oct 30 - Nov
2, 2011; su IEEEXplore.
5. J. Fatome, C. Finot, A. Armaroli, S. Trillo, Observation of modulational and hydrodynamic instabilities of multiple four-wave mixing, SPIE Photonics Europe (Conference
8434: Nonlinear Optics and its Applications, paper 39), Brussels, Belgium, april 16-19,
2012.
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6. L. Ottaviano, E. Semenova, M. Schubert, K. Yvind, A. Armaroli, G. Bellanca, S.
Trillo, T. Nguyen, M. Gay, L. Bramerie, J.-C. Simon, ”High-Speed Photodetectors in
a Photonic Crystal Platform,” CLEO 2012, San Jose, CA, USA, May 2012.
7. K. Lenglé, L. Bramerie, M. Gay, J.C. Simon, S. Combrié, G. Lehoucq, A. De Rossi, S.
Malaguti, S. Trillo, G. Bellanca, Low insertion losses and high drop efficiency photonic
crystal filter for advanced telecom modulation formats, CLEO 2012, San Jose, CA, USA,
May 2012.
8. P. Colman, S. Combrié, S. Trillo, A. de Rossi, Raman-free Soliton Self Frequency Shift
in Photonic Crystal Waveguides, QELS, june 18-22, 2012.
9. S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, A. de Rossi, S. Combrié, Experiments and modeling
of ultrafast all-optical switching in a Ga-As photonic crystal membrane, 16th European
Conference on Integrated Optics (ECIO 2012), Sitges, Barcelona, Spain, april 18-20,
2012.
10. S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, A. de Rossi, S. Combrié, Tailored design for WDM
filters in BCB-embedded PhC membranes, 19th Int. Workshop on Optical Waveguide
Theory and Numerical Modelling (OWTNM 2012), Sitges, Barcelona, Spain, April
2012.
11. S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, A. de Rossi, S. Combrié, Nonlinear propagation
below cut-off in line-defect waveguides, Nonlinear Photonics, Colorado Spring, USA,
june 18-22, 2012.
12. S. Combrié, M. Heuck, S. Xavier, G. Lehoucq, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, P. T.
Kristensen, J. Mork, A. De Rossi Demonstration of Optically Controlled re-Routing in
a Photonic Crystal Three-Port Switch, Integrated Photonic Research, Colorado Spring,
USA, june 18-22, 2012.
13. M. Conforti, F. Baronio, S. Trillo, Dispersive shock waves in quadratic media, Nonlinear Photonics, Colorado Spring, USA, june 18-22, 2012.
14. M. Crosta, S. Trillo, A. Fratalocchi, Multi-shocks generation and collapsing instabilities
induced by competing nonlinearities, Nonlinear Photonics, Colorado Spring, USA, june
18-22, 2012.
15. J. Fatome, C. Finot, G. Millot, A. Armaroli, S. Trillo, Four-wave mixing instabilities
in telecom fibers, Nonlinear Photonics, Colorado Spring, USA, june 18-22, 2012.
16. S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, S. Combrié, A. De Rossi, Filter design for OTDM
and WDM receivers in PHC technology, XIX Rinem, Roma, sept. 10-14, 2012.
17. A. Parini, G. Calò, S. Malaguti, G. Bellanca, V. Petruzzelli, S. Trillo, Photonics
interconnect technology for chip multiprocessing architectures: the Photonica project,
XIX Rinem, Roma, sept. 10-14, 2012.
18. M. Conforti, F. Baronio, S. Trillo, Competing wave-breaking mechanisms in dispersive
second harmonic generation, CLEO/Europe-IQEC 2013, Munich, june 24-27, 2013.
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19. M. Conforti, N. Westerberg, F. Baronio, D. Faccio, S. Trillo, Negative-frequency resonant radiation in quadratic media, CLEO/Europe-IQEC 2013, Munich, june 24-27,
2013.
20. S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, Robustness of Gap-Solitons in disordered photonic
crystal waveguides, CLEO/Europe-IQEC 2013, Munich, june 24-27, 2013.
21. K. Katterbauer, A. Fratalocchi, S. Trillo, Wave instabilities in nonlinear Schrödinger
systems with non vanishing background, CLEO-USA, june 9-14, 2013, San Jose, California, USA.
22. S. Combrié, M. Heuck, S. Xavier, G. Lehoucq, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, P. T.
Kristensen, J. Mork, and A. de Rossi, Demonstration of optically controlled re-routing
in a photonic crystal 3-ports switch, Integrated Photonics Research, Puertorico, july
14-17, 2013.
23. S. Malaguti, G. Bellanca, A. Bazin, F. Raineri, R. Raj, S. Trillo, Hybrid III-V semiconductor/silicon three-port Filter on 1D-PhC wire, OWTNM 2013, XXI International
Workshop on Optical Wave & Waveguide Theory and Numerical Modelling, Enschede,
University of Twente, April 2013.
24. S. Combrié, G. Lehoucq, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, P. Reithmaier, A. de
Rossi, Two-color switching and wavelength conversion at 10 GHz using a Photonic
Crystal molecule, CLEO Pacific Rim, Kyoto, Japan, july 1-4, 2013; paper MI1-4.
25. S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, Nonlinear Wave Transport in Disordered Photonic
Crystal Waveguides, Frontiers in Optics 2013, OSA, oct 6-9, Orlando, Florida, USA;
paper FM4C.3.
26. M. Conforti, F. Baronio, S. Trillo, Resonant radiation Induced by wave-breaking, Frontiers in Optics, OSA, oct 6-9, 2013, Orlando, Florida, USA; paper FTh4C.4.
Contributi invitati
1. S. Trillo, Dispersive shock waves in nonlinear optics, Conference “Nonlinear Evolution
Equations and Dynamical Systems” (NEEDS), Kolymvari, Greece, July 8-15, 2012.
2. S. Trillo, Dispersive shock waves in nonlinear optics, International workshop “Nonlinear Schrödinger Equation: Theory and Applications”, Heraklion, Greece, May 20-24,
2013.
3. S. Trillo, M. Conforti, F. Baronio, Nonlinear waves emitting resonant radiation: new
scenarios The 3rd International Conference: Nonlinear Waves - Theory and Applications, Minisymposium “Nonlinear Optical Waves and Novel Phenomena”, Beijing, June
12-15, 2013.
4. S. Trillo, Optical dispersive shock waves in parametric wave mixing, The 3rd International Conference: Nonlinear Waves - Theory and Applications, Minisymposium
“Dispersive Nonlinear Vector Waves: Solitons and Shocks”, Beijing, June 12-15, 2013.