Não linearidades em Guias de Onda baseados em Silício

Resumo

A Fotônica de silício tem se mostrado uma área promissora para dispositivos de comunicações ópticas e aplicações de processamento óptico de sinais. Sua compatibilidade com processo de fabricação CMOS (Complimentary Metal Oxide Semiconductor) permite a implementação de guias de ondas micro-estruturadas de silício, potencialmente eficientes quanto a custos para futuros sistemas ópticos integrados. Um desafio associado à Fotônica de Silício é a inexistência de fontes de luz em Silício devido ao seu bandgap indireto. Entretanto, o silício apresenta uma susceptibilidade não linear de 3a ordem, Chi(3), duas ordens de magnitude maior do que a da sílica. Este alto valor de Chi(3) pode ser aproveitado no projeto de dispositivos ópticos compactos, tais como amplificador paramétrico ou conversor de comprimento de onda e fontes de supercontinuum. Neste projeto, nosso objetivo é desenhar, fabricar e caracterizar dispositivos ópticos baseados em silício para amplificação paramétrica e conversão de comprimento de onda, eficientes e com alta largura de banda.Pretendemos desenvolver um modelo detalhado da propagação não linear levando em consideração mecanismos de perda tais como absorção de dois fótons (e a subsequente absorção por portadores livres) e efeitos plasmônicos. Também pretendemos explorar estruturas que atinjam casamento de fase e ao mesmo tempo sejam robustas perante flutuações de fabricação. Esses dispositivos serão fabricados tanto na Unicamp quanto externamente. Os métodos experimentais para caracterização serão implementados em nosso laboratório.