Fabricação e caracterização de fibras ópticas contendo nanopartículas de ouro e conversão de frequências em microrressonadores em anel
Tipo
Tese
Data de publicação
2014-08-18
Periódico
Citações (Scopus)
Autores
Oliveira, Rafael Euzebio Pereira de
Orientador
Matos, Christiano José Santiago de
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Membros da banca
Souza, Eunézio Antônio de
Wiederhecker, Gustavo Silva
Domingues, Sergio Humberto
Kassab, Luciana Reyes Pires
Wiederhecker, Gustavo Silva
Domingues, Sergio Humberto
Kassab, Luciana Reyes Pires
Programa
Engenharia Elétrica
Resumo
Efeitos não lineares são essenciais para construção de dispositivos fotônicos como moduladores, chaves ópticas e conversores de frequências. Esta tese apresenta o projeto e a simulação de um conversor de frequências baseado na geração de segundo harmônico controlado por campo elétrico estático em um ressonador em anel de nitreto de silício, visando o desenvolvimento de dispositivos para conversão de frequências ópticas e geração de estados não clássicos da luz em chips fotônicos. A simulação desenvolvida prevê eficiência de conversão de até -8,25 dB com o diferencial de oferecer uma interface elétrica no controle de conversão. Dispositivos baseados em fibras ópticas também são visados nesta tese e uma nova técnica para fabricação de fibras ópticas com resposta não linear aumentada pela presença de nanopartículas metálicas de ouro é apresentada. As fibras fabricadas são baseadas em sílica com dopagem de alumínio e ouro no núcleo, possuindo total compatibilidade de integração com fibras ópticas convencionais. As nanopartículas foram sintetizadas através de tratamentos térmicos em forno ou aquecimento com feixe laser de CO2, obtendo-se um controle sem precedentes das dimensões e densidade de nanopartículas em fibras ópticas. Comparadas às fibras previamente reportadas na literatura, foram obtidas maiores concentrações de nanopartículas estimadas por picos de absorções plasmônicas maiores que 800 dB/m e por um consequente aumento no índice de refração não linear de pelo menos 50x no regime de onda contínua, obtendo-se valores de n2=(6,75±0,55)×10-15 m²/W. O desenvolvimento dessas fibras e o projeto do ressonador em anel para conversão de frequências oferecem plataformas para o desenvolvimento de dispositivos eficientes e integrados para sistemas ópticos baseados em fibras ópticas e em chips fotônicos.
Descrição
Palavras-chave
óptica não linear , ressonadores em anel , chips fotônicos , fibras ópticas especiais , nanopartículas de ouro , plasmônica , nonlinear optics , ring resonators , photonic chips , specialty optical fibers , gold nanoparticles , plasmonics
Assuntos Scopus
Citação
OLIVEIRA, Rafael Euzebio Pereira de. Fabricação e caracterização de fibras ópticas contendo nanopartículas de ouro e conversão de frequências em microrressonadores em anel. 2014. 96 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2014.