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Overcoming limitations and enabling novel functionalities in integrated silicon photonics = Superando limitações e possibilitando novas funcionalidades em fotônica de silício integrada

Texto completo
Autor(es):
Mário César Mendes Machado de Souza
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Tese de Doutorado
Instituição: Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin
Data de defesa:
Orientador: Newton Cesário Frateschi
Resumo

Após duas décadas de progresso contínuo, a fotônica integrada apresenta-se como uma tecnologia indispensável, exibindo soluções para importantes demandas tecnológicas atuais como o tráfego e processamento de sinais ópticos ultra-rápidos. Ao mesmo tempo, ela permite avanços substanciais em áreas emergentes como o "laboratório-no-chip" (lab-on-a-chip). No entanto, enquanto funcionalidades básicas necessárias para a maioria das aplicações (fontes de luz, moduladores, filtros, linhas de atraso, detectores, etc.) já estão disponíveis em uma variedade de dispositivos e plataformas, alguns desafios ainda permanecem. Nos últimos quatro anos, estivemos interessados em identificar alguns desses desafios e fornecer abordagens interessantes para enfrentá-los. Esta tese, que engloba uma parcela importante dessas investigações, pode ser dividida em dois tópicos. No primeiro, apresentamos microresonadores acoplados como dispositivos que permitem um controle espectral flexível e reconfigurável. Explorando as características desses dispositivos, demonstramos novas funcionalidades como o controle reconfigurável do "splitting" entre ressonâncias, fornecemos novas ferramentas de modelagem como uma teoria de modos acoplados modificada e propomos um modulador que emprega anéis acoplados, capaz de superar a limitação entre eficiência de modulação e largura de banda enfrentada por moduladores baseados em um único anel. No segundo tópico apresentamos o desenvolvimento de um espectrômetro a transformada de Fourier integrado em um chip, utilizando fotônica de silício. Os desafios para obter esse dispositivo, como a não-idealidade inerente à plataforma de silício (dispersão e não-linearidade termo-ótica) são discutidos em detalhe, além da demonstração experimental que indica como tal dispositivo pode abrir caminho para espectrômetros portáteis robustos e econômicos (AU)

Processo FAPESP: 14/04748-2 - Microcavidades acopladas aplicadas ao processamento de sinais e integração fotônica
Beneficiário:Mário César Mendes Machado de Souza
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado