Dispersion engineering and frequency comb generation in silicon oxide wedge microdisks

Autor(es)

Laís Fujii dos Santos

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin
• Data de defesa: 2018-04-27

Membros da banca

Gustavo Silva Wiederhecker; Cid Bartolomeu de Araujo; Flávio Caldas da Cruz

• Orientador: Thiago Pedro Mayer Alegre; Gustavo Silva Wiederhecker

Resumo

A geração de pentes de frequência tem sido um campo ativo de pesquisa, com aplicações indo de metrologia a astronomia, passando por espectroscopia e medidas de distância mais precisas. Um dos principais métodos de geração de pentes é por meio de mistura de quatro ondas, um processo não-linear de terceira ordem no qual um par de fótons é substituído por outro par com novas frequências (conservando energia e momento). A alta intensidade óptica necessária para o desencadeamento deste processo é obtida através da intensificação ressonante do campo eletromagnético no interior de uma microcavidade, que confina a luz em pequenos volumes e reduz a potência de entrada. Além da vantagem energética e do potencial para miniaturização e produção em larga escala, essa plataforma possibilita a customização de parâmetros do pente de frequência: a taxa de repetição do pente escala com o inverso do raio da cavidade, pois as bandas laterais criadas devem coincidir com as frequências harmônicas do dispositivo. A largura de banda do pente também pode ser controlada com um planejamento cuidadoso da geometria do dispositivo, pois é limitada em grande parte pela variação do intervalo espectral livre com a frequência. Nesta dissertação, estudamos como a dispersão modal de um microdisco de óxido de silício em forma de cunha é modificada por mudanças em suas características geométricas. Para tanto, desenvolvemos a habilidade de controlar o ângulo dos dispositivos fabricados e de medir a dispersão do modo fundamental a partir de seus espectros de transmissão. Os resultados (corroborados por simulações numéricas) mostram que a dispersão (em 1550 nm) vai de normal a anômala com o aumento do ângulo. Ainda, utilizamos os dispositivos fabricados para gerar pentes de frequência no regime de dispersão anômala e concluimos que a dinâmica de formação é bem descrita pelo formalismo de expansão modal (AU)

• Processo FAPESP: 16/05038-4 - Geração de pentes de frequência em microcavidades ópticas
• Beneficiário: Laís Fujii dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado