Caracterización de las pérdidas de propagación en circuitos ópticos: Influencia de los parámetros de control de una estación de micro-maquinado

DAMIÁN PRESTI; ROBERTO RAMÓN PEYTON; GUSTAVO ADRIAN TORCHIA; VALENTÍN GUAREPI

Pucón

Congreso; IX Congreso internacional RIAO/OPTILAS; 2016

Centro de Óptica y Fotónica de la Universidad de Concepción (CEFOP-UDEC)

La integración y miniaturización de los dispositivos fotónicos utilizados en las comunicaciones por fibra óptica es una tendencia ampliamente conocida a nivel global. La manera más eficiente de desarrollar estos dispositivos consiste en integrarlos en un sólo substrato plano, de tal forma que la luz viaje confinada por guías de onda, a este sistema se lo denomina "chip óptico" o circuito óptico integrado conocido como Planar Lightwave Circuits (PLC). Para fabricar estos dispositivos existen diferentes técnicas, en particular la escritura láser con pulsos ultracortos intensos es una técnica alternativa, la cual muestra algunas ventajas interesantes con respecto a otros métodos tradicionales. Entre las cuales podemos citar: aplicabilidad a numerosos materiales, posibilidad de generar estructuras 3D y proporciona un fácil prototipado en tiempos de ejecución relativamente cortos. Sin embargo, los efectos no lineales ocurridos durante la interacción láser-materia, tales como la fotoionización e ionización en avalancha, imponen un desafío en el control de este proceso.La escritura se lleva a cabo mediante un sistema de posicionamiento micrométrico de tres ejes y un láser Ti:Zafiro de femtosegundos que interactúa con el material óptico montado sobre la estación de mecanizado. Los movimientos se realizan utilizando tres servo mecanismos, cada uno dispuesto en coordenadas cartesianas, formando en conjunto un espacio euclídeo de tres dimensiones.El objetivo principal del trabajo consiste en caracterizar y relacionar las pérdidas de propagación en estos dispositivos con las modificaciones en los parámetros del lazo de control de posición y velocidad de la estación de micro-posicionamiento. Se analizarán para ello, el desempeño de guías de onda fabricadas en Niobato de Litio con esta tecnología. Los parámetros de la escritura láser que pueden ser más relevantes a controlar y establecer durante el proceso son: energía de pulso, velocidad, focalización del haz entre otros. La tasa de repetición de los pulsos láser guarda una estrecha relación con la velocidad de escritura, parámetros que determinan el régimen de absorción no lineal y su consecuente modificación del material. Adicionalmente, las desviaciones de las trayectorias previstas, a causa de errores en la posición, implicarían variaciones desfavorables en la sección transversal de la guía de onda ocasionando importantes pérdidas en las guías de onda.