Estudio del fenómeno de mezclado de cuatro ondas en fotónica integrada

PAULA PAGANO; LORENA REBÓN; GUSTAVO TORCHIA

Taller; TOPFOT-EEOF 2022; 2022

El proceso de mezclado de cuatro ondas (FWM, del inglés Four Wave Mixing) es un proceso no lineal de tercer orden que, de estar presente, puede ser útil o perjudicial según el objetivo y la implementación particular. Tal fenómeno, puede inducir señales no deseadas en sistemas de comunicaciones ópticas con división por multiplexado, que afectan de forma negativa al sistema. Pero, por otra parte, puede ser utilizado en favor de procesos de amplificación de señales, conversión de longitud de onda, demultiplexado en canales, generación de pulsos, entre otros. En particular, puede ser empleado para la generación de pares de fotones correlacionados cuánticamente en circuitos ópticos de fotónica integrada. En el presente trabajo se estudió la eficiencia del proceso de mezclado de cuatro ondas estimulado en guías de onda basadas en la plataforma tecnológica de Silicio. Como arquitectura fotónica para este estudio, se consideraron guías rectas sobre películas de nitruro de silicio (SiN) y de silicio sobre aislador (SOI). Para obtener el campo generado a la salida (idler) se resolvió, numéricamente y utilizando las aproximaciones pertinentes, la ecuación de onda considerando la expansión a tercer orden del vector de polarización. En particular, se estudió numéricamente cómo se comporta la eficiencia del proceso al cambiar la longitud de onda del campo semilla y la longitud de la guía de onda.