Medição da força de batimento em um sistema de guias de onda acoplados

Resumo

Pares de guias de onda nanométricos formam um sistema ótico acoplado, no qual a energia dos modos normais, ou eigenmodes, propagantes se encontra distrubuída nos dois guias. Quando a luz se propaga em um destes eigenmodes, surgem forças óticas sobre o material dielétrico que compõe os guias de onda. O caráter atrativo ou repulsivo da força ótica dependerá da paridade do campo elétrico e da separação entre eles.Devido à sua dependência quadrática com o campo eletromagnético, a força ótica esperada para um sistema excitado em uma superposição de modos apresentará termos de batimento, que não são observados quando apenas um modo é excitado. Recentemente, mostramos teoricamente que os termos adicionais da força ótica estão relacionados à oscilação do centro de energia do campo propagante. Previmos uma componente transversal para a força de batimento, que age sobre ambos os guias de onda com a mesma direção e sentido, diferentemente das forças atrativas e repulsivas dos eigenmodes.O objetivo deste projeto de mestrado é utilizar as técnicas de nanofabricação e medição optomecânica já estabelecidas no Departamento de Física Aplicada para fabricar um par de guias de onda suspenso e medir a amplitude da oscilação destes em uma configuração na qual a força de batimento é modulada na frequência de ressonância de um modo mecânico do par de guias. A partir dessa medição, o mestrando Cauê Kersul poderá confirmar a previsão teórica de que a força de batimento age sobre os dois guias de onda com o mesmo sentido, se acoplando eficientemente a um modo par de oscilação mecânica que as forças de eigenmode deveriam excitar com intensidade duas ordens de magnitude menor, de acordo com simulações de elementos finitos. (AU)