Recientemente, investigadores del Optoelectronics Research Centre, Zepler Institute for Photonics and Nanoelectronics de la Universidad de Southampton han realizado un trabajo de investigación que presenta la primera demostración experimental de guía de ondas «infinitamente monomodo» en fotónica de silicio. Se han diseñado, fabricado y caracterizado guías de onda de silicio sobre aislante a 1,95 µm y 3,80 µm.
El proyecto, afirma que aumentar el ancho de banda óptico de trabajo de un circuito fotónico es importante para muchas aplicaciones, en particular la detección química en longitudes de onda del infrarrojo medio (Mid-Infrared, MIR). Este ancho de banda útil no sólo está limitado por el rango de transparencia de los materiales de las guías de ondas, sino también por el rango en el que una guía de ondas es monomodal o multimodal para que sea predecible. Este trabajo supone la primera demostración experimental de una guía de ondas «infinitamente monomodal» en fotónica del silicio. Se han diseñado, fabricado y caracterizado guías de onda de silicio sobre aislante (Silicon-on-insulator, SOI) a 1,95 µm y 3,80 µm. Se demostró que las guías de onda admiten una propagación de bajas pérdidas (1,46 ± 0,13 dB/cm a 1,95 µm y 1,55 ± 0,35 dB/cm a 3,80 µm) y se confirmó la propagación monomodal a 1,95 µm y a 3,80 µm. de 1,95 µm, lo que significa que sólo el modo fundamental estaba presente en el rango de longitudes de onda de 1,95 a 3,80 µm. de onda entre 1,95 y 3,80 µm.
Este enfoque de diseño de guías de onda podría extenderse de forma similar a longitudes de onda más largas y a diferentes materiales, superando un reto clave para los dispositivos fotónicos MIR, que requieren un amplio ancho de banda de trabajo, en particular para aplicaciones de detección química.
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