Syncronization of microresonator's based chaotic frequency combs

Abstract

[ES] La sincronización se manifiesta en la naturaleza como una sincronización espectral o temporal de osciladores no lineales acoplados. En el campo de la fotónica, se han propuesto peines de frecuencias basados en microresonadores para permitir comunicaciones ópticas de alta velocidad y eficiencia, pudiendo sustituir a las cadenas de láseres en paralelo convencionales como fuentes de láseres de múltiples longitudes de onda. En estos dispositivos, el estado caótico podría ser la clave para conseguir mayores potencias de salida aprovechando que el estado caótico de modulación inestable (MI) es más energético que el estado estable soliton. Este trabajo pretende controlar este comportamiento caótico mediante una novedosa técnica de sincronización utilizando dos microresonadores en estado MI. El objetivo final es mostrar la viabilidad de una transmisión óptica de alta potencia junto a una forma segura de comunicación encriptada mediante peines de frecuencia caóticos en tiempo.

[EN] Synchronization is manifested in nature as a spectral or temporal locking of coupled nonlinear oscillators. In photonics, microresonator frequency combs are a potential technology for high-speed and highly efficient optical communications, being able to substitute the conventional laser arrays as multiwavelength laser sources. The chaotic state of microresonators could be the key to high-power communications using this technology because the modulation-instability (Modulation Instability (MI)) state (chaotic) has more power than the soliton state (stable). This work aims to control this chaotic behavior by synchronizing two microresonators in the MI state. This thesis will detail the process of numerical methods, simulations, and experiments regarding this objective. These results will demonstrate a high-power optical transmittance and a secure way of communicating with chaotic cryptography by using MI combs.