Desarrollo de resonadores de cristal fotónico que conservan modos de polarización dual ortogonales.

Se espera que los resonadores de cristal fotónico se utilicen para el procesamiento de señales clásicas y cuánticas utilizando la luz, ya que pueden confinar fuertemente la luz en un espacio microscópico y aumentar eficazmente la interacción entre la luz y la materia. Sin embargo, como los resonadores están compuestos principalmente por estructuras periódicas bidimensionales y unidimensionales formadas en un plano horizontal, uno de los retos es conseguir la independencia de la polarización, que confina la luz polarizada en ambas direcciones, horizontal y vertical, de la misma manera, debido a la ruptura de la simetría de la estructura. En este estudio, hemos logrado un confinamiento de la luz altamente eficiente tanto para la polarización horizontal como para la vertical en un resonador de cristal fotónico de nanohaz hecho de sílice, y hemos proporcionado directrices para la realización de resonadores de cristal fotónico independientes de la polarización.

El nano-resonador fabricado en este estudio tiene la geometría de una guía de onda rectangular unidimensional con vacantes dispuestas periódicamente. El uso de sílice, que tiene un bajo índice de refracción, como material reduce el efecto de la estructura periódica en la dispersión de la polarización horizontal, lo que permite observar los modos de resonancia polarizados horizontal y verticalmente en el mismo ancho de banda. Indicadores de rendimiento. QLos valores de rendimiento para ambos modos de polarización fueron elevados, superando los 10.000. Este es el valor de rendimiento más alto para un resonador de cristal fotónico hecho de sílice, y es comparable al rendimiento de los resonadores hechos de silicio con un alto índice de refracción con confinamiento de polarización horizontal y vertical en investigaciones anteriores.

En este estudio, se demuestra analíticamente que las longitudes de onda de resonancia de los modos horizontal y vertical pueden igualarse mejorando aún más la simetría de la estructura del resonador. Este método proporciona una nueva pauta de diseño para los resonadores de cristal fotónico independientes de la polarización.