Estudio de la polarización propagada en guías de onda ópticas fabricadas con pulsos láser ultra-cortos

M. TEJERINA; D.BIASETTI; G.A. TORCHIA

Tandil

Congreso; 99 Reunion Nacional de Fisica Argentina; 2014

La escritura l´aser con pulsos ultracortos ha alcanzado en la ´ultima d´ecada un notable crecimiento debido principalmente a la gran inserci´on de este tipo de tecnolog´ıa l´aser en la comunidad cient´ıfica internacional. Se han reportando importantes trabajos cient´ıficos y tecnol´ogicos sobre este m´etodo de fabricaci´on de circuitos ´opticos.Entre sus principales caracter´ısticas podemos citar: bajo costo, f´acil prototipado e implementaci´on en un amplio rango de materiales ´opticos. Para energ´ıas de escritura, del orden de 1 microjoule, en todos los materiales, esposible alcanzar la ruptura ´optica (optical breakdown) al focalizar el haz de pulsos de femtosegundos en suinterior. Estas estructuras de gu´ıas de onda obtenidas bajo estas condiciones experimentales se denominan gu´ıasTipo II. En la regi´on de interacci´on se produce una explosi´on de Coulomb, que da lugar a un da?no importante en el material y origina adem´as, en sus adyacencias, tensiones mec´anicas residuales que forman la gu´ıa de onda [1-3]. Utilizando el sistema de micro-mecanizado y el sistema l´aser de pulsos de femtosegundos disponible en elCentro de Investigaciones ´Opticas (CIOp), se fabricaron estructuras de gu´ıas de onda utilizando distintas energ´ıas de pulso. Para analizar la polarizaci´on de la luz que se propagaba en las mismas, se acopl´o luz l´aser (650 nm) utilizando el m´etodo conocido como end-fire complementado con un conjunto de polarizadores en la entrada yla salida, que cuantifican el grado de polarizaci´on horizontal (xcristal) y vertical (zcristal) en las estructuras. A su vez, se emple´o un modelo num´erico de elementos finitos [4] que permite obtener los mapas de deformaciones, ´ındice de refracci´on y modos guiados en la zona adyacente a una expansi´on mec´anica arbitraria. Utilizando estemodelo, se compararon los modos guiados originados por distintas expansiones num´ericas con aquellos medidos experimentalmente. Esto permiti´o asociar las gu´ıas de obtenidas con las expansiones num´ericas, obteniendo una relaci´on entre la energ´ıa utilizada para fabricar la gu´ıa y la expansi´on num´erica correspondiente. De este estudio, se observ´o una buena concordancia entre el resultado num´erico y el experimental. En base a este resultado, sepropuso una relaci´on lineal entre la energ´ıa de pulso utilizada para la fabricaci´on de la gu´ıa y el par´ametro de expansi´on horizontal utilizado en el modelo num´erico.Referencias: [1] G Della Valle, R Osellame and P Laporta, J. Optics A: Pure and Applied Optics, 11, 13001 (2009). [2]R. Gattas and E. Mazur, Nature Photonics, 2 219 (2009). [3]J. Burghoff, H. Hartung, S. Nolte and A. Tunnermann, Appl. Phys. A 86 165-170 (2006). [3]Tejerina, M.,Torchia, G. A. MATFESA: strain and refractiveindex field estimation after femtosecond laser interaction with transparent material. Applied Physics A, 110(3), 591 (2013).