Control de la dispersión cromática en guías ranuradas nanofotónicas

Abstract

[ES] En este trabajo, investigamos las propiedades de la dispersión cromática en guías de silicio ranuradas, o guías slot, en una región espectral ancha centrada en ~1.5¿m. Analizaremos la variación del perfil de dispersión en función del factor de ocupación, en inglés fill factor, del slot, es decir, la relación existente entre la anchura de la ranura y la anchura de las guías considerando geometrías tanto simétricas como asimétricas. Con ello, podremos identificar dos regímenes diferentes de dispersión. Además, nuestro análisis muestra que las longitudes de onda de dispersión cero y/o máxima dispersión pueden ser desplazadas mediante un control cuidadoso de los parámetros geométricos de la guía incluyendo el área transversal, el fill factor y el grado de asimetría del slot. Por último, presentaremos resultados numéricos de simulaciones sobre guías ranuradas de silicio con el objetivo de realizar un control de la dispersión cromática para obtener perfiles planos de dispersión sobre una región espectral ancha. Se mostrará que mediante la optimización de los parámetros estructurales de la guía, en particular, el área transversal y el fill factor de la ranura, se pueden conseguir comportamientos planos de dispersión cromática.

[EN] We investigate the chromatic dispersion properties of silicon channel slot waveguides in a broad spectral region centered at ~1.5 ¿m. The variation of the dispersion profile as a function of the slot fill factor, i.e., the ratio between the slot and waveguide widths, is analyzed. Symmetric as well as asymmetric geometries are considered. In general, two different dispersion regimes are identified. Furthermore, our analysis shows that the zero and/or the peak dispersion wavelengths can be tailored by a careful control of the geometrical waveguide parameters including the cross-sectional area, the slot fill factor, and the slot asymmetry degree. We also present numerical simulation results on conventional silicon-on-insulator slot waveguides exhibiting dispersion flattened profiles over a broad spectral region. We show that by optimizing the structural waveguide parameters, in particular, the cross-sectional area and the slot fill factor, flattened chromatic dispersion behavior can be achieved over a broad spectral region.