Formación de resonadores de cristal fotónico con altos valores Q utilizando nanofibras.

Se espera que los resonadores de cristal fotónico sean una potente plataforma para realizar el procesamiento de señales ópticas y la comunicación de información cuántica. Sin embargo, la eficiencia de la entrada/salida de luz desde las fibras ópticas de vidrio a los cristales fotónicos de silicio no es alta, e incluso cuando se utilizan puertos de entrada/salida optimizados (convertidores de tamaño de punto), se producen pérdidas de energía de alrededor de 10%. Además, se desea la formación de resonadores dinámicos en posiciones arbitrarias como medio para rediseñar los circuitos ópticos y similares mediante el post-procesamiento. En este estudio, al poner en contacto las nanofibras con una guía de ondas de cristal fotónico, se ha conseguido una altaQHemos demostrado experimentalmente que es factible el acoplamiento crítico, que maximiza la eficiencia de entrada/salida de luz en el resonador, formando un resonador de cristal fotónico con un valor de

La formación de resonadores en cristales fotónicos utilizando nanofibras fue propuesta y demostrada por Yong-Hee Lee et al. en el KAIST en 2007 [1]. El principio de este método de formación de resonancias en guías de onda de cristal fotónico es el siguiente. Cuando la nanofibra se pone en contacto con la guía de ondas de cristal fotónico, se produce un cambio del índice de refracción efectivo local. Esto provoca un desplazamiento hacia abajo de la frecuencia de corte del modo de la guía de ondas, lo que resulta en una brecha entre las frecuencias de los modos de la guía de ondas en la posición en la que la fibra está en contacto y en la posición en la que no está en contacto (Fig. 1). Debido a esta brecha entre los modos, los modos con frecuencias de corte en la posición de contacto de la fibra no pueden propagarse en la guía de ondas en la posición de no contacto y quedan confinados localmente. Sin embargo, los experimentos de Lee et al. utilizaron cristales fotónicos de InP con puntos cuánticos de InGaAsP incrustados, y las pérdidas de absorción de los puntos cuánticos hicieron que el resonador formadoQValor 10.⁴La eficacia de acoplamiento teórica era sólo de unos 100%. Además, mientras que los resultados teóricos mostraban que se podían alcanzar eficiencias de unión cercanas a 1001 TP2T, las eficiencias de unión experimentales eran sólo de unos pocos 1 TP2T.

Fig. 2: Espectro de transmitancia de una cavidad PhC acoplada a una fibra reconfigurable.
(a) El modo resonante con el mayor factor de calidad.(b) El modo resonante con la mayor eficiencia de acoplamiento. © 2015 Optical Society of America.