Circuladores ópticos baseados em granadas de ferro sem magnetização externa

Resumo

Circuladores são dispositivos não recíprocos normalmente utilizados na proteção de fontes de sinais contra reflexões parasitas oriundas de cargas não casadas conectadas a um sistema de comunicações. O princípio de funcionamento dos circuladores está relacionado à quebra de simetria de reversão temporal ocasionada pela aplicação de um campo magnético DC sobre algum material com propriedades magneto-ópticas que compõe estes dispositivos. Este campo magnético externo é responsável pela manutenção do estado saturado de magnetização do material magneto-óptico, necessário para o funcionamento do circulador. O circuito de magnetização dos circuladores normalmente é composto por imãs permanentes ou eletroímãs, os quais são usualmente muito volumosos e impõem uma série de restrições à concepção de circuladores com dimensões reduzidas, adequados para utilização em sistemas de comunicações com alta densidade de integração de componentes. A fim de superar esta dificuldade, serão desenvolvidos novos circuladores baseados na utilização de um material magneto-óptico que não requer a aplicação de um campo magnético DC para que mantenha o estado saturado de magnetização. Este material, a granada de ferro e bismuto adicionada de európio com fórmula molecular BiX(EuZHo1-Z)3-XFe5-YGaYO12, permitirá o projeto de circuladores compactos, já que não serão necessários circuitos de magnetização volumosos baseados em imãs permanentes ou eletroímãs. Especificamente, serão desenvolvidos, no mínimo, dois novos circuladores ópticos compactos de 3 ou 4 portas, apropriados para sistemas de comunicações ópticas com alta densidade de integração de componentes. Eles serão baseados na conexão de cavidades ressonantes, contendo o material magneto-óptico supracitado, a guias de onda de cristais fotônicos (guias PBG) ou guias de onda do tipo ARROW (guias não PBG). (AU)