Sensores ópticos baseados em moléculas fotônicas fabricados sobre uma plataforma de Silício-sobre-isolante

Resumo

O rápido avanço das pesquisas em fotônica integrada de silício e micro-cavidades ópticas está colaborando para um acelerado aumento no número de dispositivos ópticos com características importantes como tamanho reduzido e fácil integração com a tecnologia Semicondutor-Metal-Óxido Complementar (Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor - CMOS) e com outros dispositivos presentes em um chip. Consequentemente, as aplicações destes dispositivos também estão aumentando rapidamente, atingindo áreas de alto interesse científico, tecnológico e estratégico. Neste contexto, os sensores ópticos baseados em micro-cavidades acopladas em guias de ondas estão se destacando com aplicações em áreas importantes como a física, biologia, química e medicina. No entanto, tais sensores ainda demonstram limitações fundamentais, como a exigência de se ter simultaneamente alto fator de qualidade (Q) e longas faixas espectrais livres (Free Spectral Range - FSR) em micro-cavidades com tamanhos reduzidos. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é projetar, fabricar e caracterizar sensores ópticos baseados em Moléculas Fotônicas (Photonic Molecules - PMs) em plataformas de Silício-sobre-Isolante (Silicon-On-Insulator - SOI). Essas PMs são estruturas fotônicas formadas pelo acoplamento eletromagnético entre duas ou mais micro-cavidades ópticas e a sua combinação com a plataforma de SOI permitirá quebrar o vínculo fundamental entre Q, FSR e o tamanho das cavidades, permitindo obter sensores ópticos livres das limitações que os recentes sensores baseados em micro-cavidades enfrentam.