La denominada societat de la informació en què ens trobem actualment ha sigut possible gràcies a la revolució tecnològica derivada del desenvolupament espectacular de la microelectrònica des de fa poc més de mig segle. Des de l’aparició del transistor com a component bàsic l’evolució tecnològica ha seguit una trajectòria de miniaturització considerable. El nombre de components que poden ser inserits en un xip s’ha doblegat cada 18 mesos segons les prediccions que en els anys setanta va realitzar G. Moore. En l’actualitat s’ha arribat a una frontera tecnològica d’escala manomètrica a on han aparegut problemes greus, deguts a l’alta integració, que han frenat este ritme d’evolució.
Per a la superació dels problemes sorgits en la microelectrònica s’ha proposat la utilització dels fotons, més ràpids i amb menys dissipació d’energia, per a continuar el desenvolupament tecnològic. Avanços en esta direcció afavoririen el desenvolupament de les xarxes òptiques dins del camp de les telecomunicacions al dotar-les de funcionalitats que permeten eliminar els “colls de botella” generats en els convertidors optoelectrònics. A més a més n’hi ha més camps d’investigació que es veurien beneficiats com per exemple la computació o els sensors fotónicos. Sorgix un complex i vast camp conegut com la Nanofotónica.
En esta tesi s’estudien els cristalls fotónics planars com una de les tecnologies incloses dins del camp de la Nanofotónica. Concretament s’estudia la implementació d’un acoblador direccional en cristalls fotónics. Esta estructura és bàsica en tot tipus d’aplicacions ja que permet la implementació de funcionalitats bàsiques tan importants com són els divisors de potència, multiplexors i demultiplexors, interferòmetres Mach-Zehnder o inclús commutadors. Al llarg de tota la tesi s’aborden temes que van des del modelatge de les estructures de cristall fotónic i el disseny teòric de l'acoblador direccional, per a distintes aplicacions, fins a la verificació experimental que es realitza tant en freqüències òptiques com en models a escala en freqüències de microones.
Els cristalls fotónics presenten l’avantatge de permetre uns nivells d’integració alts, amb un gran control de la llum. S’obté teòricament longituds d’acoblament de l’ordre de 1µm, per davall de les longituds d’acoblament que presenten altres tecnologies integrades d’alt contrast. S’analitza també, dins de la tesi, la implementació d’un commutador aprofitant l’alta capacitat de confinament de la llum i les baixes velocitats d’estes estructures el que permet aconseguir estructures integrables amb un baix consum de potència.
Els grans inconvenients que presenten els cristalls fotónics són les toleràncies de fabricació que perjudiquen en gran manera el seu funcionament i la dificultat en la inserció i extracció de la llum. Abordar estes tasques requerix d’una gran labor d’investigació. Es pretén, amb els resultats presentats en esta tesi, motivar la realització de futures investigacions en el camp dels cristalls fotónics.