Circuladores sem magnetização externa baseados em filmes de ferrita de cobalto para sistemas de comunicações ópticas

• Processo: 22/02391-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Telecomunicações
• Pesquisador responsável: Hugo Enrique Hernández Figueroa
• Beneficiário: Gianni Masaki Tanaka Portela
• Supervisor: Yuya Shoji
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Tokyo Institute of Technology, Japão
• Vinculado à bolsa: 19/13667-0 - Circuladores ópticos baseados em granadas de ferro sem magnetização externa, BP.PD
• Assunto(s): Fotônica integrada Magneto-óptica Comunicação óptica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Circuladores Ópticos | Fotônica Integrada | Materiais Magneto-ópticos | Sistemas de Comunicações Ópticas | Óptica/Fotônica Integrada

Resumo

Circuladores desempenham um papel fundamental na proteção de fontes de sinais, como LASERs e amplificadores, contra os efeitos prejudiciais relacionados às reflexões parasitas criadas por cargas não casadas em sistemas de comunicações. A maioria dos designs de circuladores depende da utilização de materiais magneto-ópticos (MO), já que tais materiais podem fornecer a quebra da simetria de inversão do tempo requerida para a operação de circuladores. Um campo magnético externo DC é exigido para a magnetização do material MO usado em um design de circulador, já que tais materiais podem apresentar grandes perdas quando não magnetizados. Um dos principais desafios para o design de circuladores compactos adequados para utilização em sistemas de comunicações ópticas com alta densidade de integração está relacionado ao circuito de magnetização dos materiais MO empregados. Tais circuitos de magnetização são baseados em imãs permanentes ou eletroímãs, que por sua vez são frequentemente volumosos e complicam o design de circuladores com dimensões reduzidas. Nós sugerimos neste projeto a utilização de um novo material magneto-óptico conhecido como ferrita de cobalto (CFO) no design de circuladores ópticos sem magnetização externa. Filmes de CFO são caracterizados por uma forte magnetização remanescente, isto é, a magnetização deles pode permanecer muito alta mesmo na ausência de um campo magnético externo DC, e o coeficiente de rotação de Faraday específica do CFO é muito maior quando comparado às ferritas do tipo granada convencionais. O design de circuladores com dimensões reduzidas pode se beneficiar dessas duas características dos filmes de CFO e nós iremos desenvolver, pelo menos, 1 circulador óptico sem magnetização externa de 3 ou 4 portas baseado na utilização deste material. (AU)