Design and modelling of photonic crystals with anisotropic components

Abstract

La actual era de las comunicaciones requieren dispositivos para el tratamiento de la información cada vez más eficientes en términos de velocidad, consumo y tamaño. Los dispositivos basados en cristales fotónicos con componentes anisotrópicos pueden aplicarse para el diseño de dispositivos electro-ópticos con características convenientes tales como la sintonizabilidad. En este trabajo se han analizado y diseñado varios dispositivos unidimensionales (1D), bidimensionales (2D) y tridimensionales (3D) sintonizables basados en cristales fotónicos de silicio y cristal líquido. En el caso de los cristales fotónicos 1D se ha propuesto dos ecualizadores ópticos basados en interferómetros <br/>Fabry-Pèrot. Estos dispositivos permiten sintonizar 2 resonancias en sus frecuencias y amplitudes de transmisión. En cuanto a los cristales fotónicos 2D, se ha analizado filtros y guías de onda sintonizables, proponiendo en ambos casos aplicaciones como interruptores ópticos. Por último, se ha desarrollado una aproximación para el análisis de cristales fotónicos 3D. Mediante dicha aproximación se ha explicado la presencia de máximos en reflexión en altas frecuencias así como se han analizado 3 muestras experimentales.

The present Communications Age requires more and more efficient devices in terms of speed, consumption and size for the treatment of information. Nanoscale photonic crystal devices and anisotropic materials is expected to provide a possibility to create electro-optical devices with required characteristics such us tunability. In this work we have analyzed and designed several tunable one-dimensional (1D), two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) devices based on silicon photonic crystals and liquid crystal. In the case of 1D photonic crystals, two optical equalizers based on Fabry-Perot interferometers have been proposed. These devices allow tuning 2 resonances in frequencies and transmission amplitudes. As for 2D photonic crystals, tunable filters and waveguides have been analyzed, offering both applications as optical switches. Finally, we have developed an approach for the analysis of 3D photonic crystals. The presence of reflection peaks in high frequencies has been explained by this approach and 3 experimental samples were analyzed.