Resumen

     En los últimos años y debido a la Sociedad de la Información en la que vivimos, la cantidad
de información que se transmite por las redes de comunicaciones aumenta de forma exponencial. Esto
se debe a un aumento en el número de usuarios y a la aparición de nuevas aplicaciones que demandan
un gran ancho de banda. Esta necesidad de mayores anchos de banda provoca que el procesado
electrónico en los nodos de comunicaciones esté llegando a su límite y se necesitan nuevas tecnologías
que realicen dichas funciones en el dominio óptico por su mayor ancho de banda y evitar la conversión
opto-electrónica. Un primer paso para poder realizar procesado fotónico es el desarrollo de puertas
lógicas todo ópticas.
     El objetivo de esta tesis doctoral es el estudio y caracterización de una puerta lógica XOR como
primer paso para el procesado fotónico. La fabricación se realiza mediante tecnología CMOS de
fabricación en masa. Para ello se ha estudiado un nuevo tipo de guía llamado guía ranurada
(slot-waveguide) en la que el campo óptico se confina en una región nanométrica aumentando su
intensidad. Se han optimizado sus dimensiones para maximizar los efectos no lineales y se han
investigado técnicas de acoplo para disminuir las pérdidas de inserción. Para los efectos no lineales
se ha empleado un novedoso material basado en nanocristales de silicio en SiO2. Se han estudiado
estructuras de anillos resonantes e interferómetros Mach-Zehnder para la realización de un conmutador
todo óptico y una puerta lógica XOR respectivamente. También se ha analizado un desfasador de 90º
basado en un anillo resonante para integrarlo en un modulador vectorial fotónico.
Todas estas estructuras se han podido fabricar y caracterizar experimentalmente. Se han obtenido las
pérdidas de propagación de las guías ranuradas. Se ha caracterizado la respuesta de estructuras de
anillos resonantes e interferómetros Mach-Zehnder obteniendo sus parámetros óptimos. Por último se
ha caracterizado experimentalmente tanto el conmutador óptico como la puerta lógica XOR.