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Título
Diseño y fabricación de circuitos fotónicos integrados 3D mediante microprocesado con láseres pulsados
Autor(es)
Director(es)
Materia
Láseres
Dispositivos optoelectrónicos
Láser de pulsos de femtosegundos
Dispositivos fotónicos tridimensionales
Propiedades ópticas
Clasificación UNESCO
2209.19 Óptica Física
2209.10 láseres
Fecha de publicación
2021
Resumen
[ES] La irradiación con láser de pulsos de femtosegundos se ha instaurado como una
de las técnicas más eficaces y versátiles para la escritura directa en materiales ópticos
transparentes. La posibilidad de producir modificaciones locales controladas del índice
de refracción del sustrato, unido a la flexibilidad que ofrece este método respecto a la
elección del material a procesar (vidrios amorfos, monocristales, cerámicas
policristalinas, etc.), hace que la técnica de microprocesado con láser haya adquirido
una gran relevancia en numerosos campos de investigación, como por ejemplo, la
fotónica integrada donde, gracias a esta técnica, es posible desarrollar dispositivos
fotónicos integrados con diseños complejos tridimensionales.
El trabajo de investigación de esta tesis se ha centrado en desarrollar una
estrategia de fabricación de dispositivos fotónicos tridimensionales complejos que sea
aplicable a cualquier material dieléctrico transparente cristalino, algo hasta ahora
inexistente. Para ello, hemos escogido, por su versatilidad, un tipo de guía de onda
denominado depressed-cladding, con sección circular para un mejor comportamiento
modal, y sobre este elemento base se han desarrollado diferentes prototipos, se han
fabricado en el laboratorio y se han caracterizado ópticamente. Los prototipos
estudiados son piezas clave para la construcción de cualquier circuito fotónico
complejo, como son las guías rectas, los divisores o los combinadores, tanto en el plano
como en tres dimensiones (con cambios de profundidad en la muestra). Adicionalmente,
se han desarrollado otros elementos fotónicos basados en esta estrategia como son las
guías de onda con estrechamiento (tapering), de gran interés para el control modal de
los dispositivos, o las matrices de guías de onda con acoplamiento evanescente.
La prueba de concepto de todos estos elementos se ha realizado en varios
dieléctricos cristalinos que son paradigmáticos por sus propiedades ópticas, como son el
Nd:YAG (material con excepcional rendimiento como medio activo para láseres) o el
LiNbO3 (material con fuerte comportamiento no lineal y electro-óptico), pero podrían
implementarse en cualquier otro sin más que encontrar los parámetros óptimos de
irradiación láser para su fabricación.
Los buenos resultados obtenidos afianzan la técnica de microprocesado con láser
de femtosegundos como la herramienta más versátil para la inscripción de dispositivos
fotónicos tridimensionales en prácticamente cualquier material transparente, incluidos
los medios cristalinos, para los cuales es especialmente difícil.
Descripción
Tesis por compendio de publicaciones
URI
Colecciones
Ficheros en el ítem
Tamaño:
17.11Mb
Formato:
Adobe PDF
Descripción:
Tesis