Desarrollo de filtros de polarización y antenas ópticas avanzadas en fotónica de silicio mediante ingeniería de metamateriales

• Autores: Miguel Barona Ruiz
• Directores de la Tesis: Robert Halir (dir. tes.), Iñigo Molina Fernández (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Málaga ( España ) en 2026
• Idioma: español
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería de Telecomunicación por la Universidad de Málaga
• Texto completo no disponible (Saber más ...)
• Resumen

  • La tesis aborda dos limitaciones físicas de la plataforma fotónica de silicio sobre aislante: su elevada birrefringencia estructural y la complejidad para emitir haces de luz colimados de gran tamaño directamente desde el chip. La metodología propuesta emplea la ingeniería de metamateriales con estructuras sublongitud de onda en una sola capa de silicio de doscientos veinte nanómetros, manteniendo un proceso de fabricación simplificado basado en un único paso de grabado completo, sin requerir etapas de grabado parcial ni máscaras adicionales. Dentro de sus aportaciones principales, la tesis presenta en primer lugar un polarizador de paso para modos transversales magnéticos fundamentado en metamateriales inclinados, el cual logra pérdidas de inserción inferiores a 1 dB, una relación de extinción superior a 20 dB y una reflectancia parásita por debajo de -18,9 dB. En segundo lugar, se demuestra una antena óptica de emisión superficial basada en una geometría de doble periodo que desacopla el control del ángulo y la fuerza de radiación; este dispositivo marca un hito en la plataforma al generar un haz colimado con un diámetro de campo modal récord de 350 µm y una direccionalidad del 54%. En tercer lugar, aplicando técnicas de apodización a dicha geometría de doble periodo, se desarrolla una antena enfocante capaz de acoplar luz eficientemente a una fibra óptica situada a distancias milimétricas sobre la superficie del circuito integrado, alcanzando una distancia de trabajo de 1 mm con una eficiencia de acoplamiento de -3,7 dB.