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Effetti non lineari in guide d'onda SLOT con nanocristalli di silicio

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Anteprima della tesi: Effetti non lineari in guide d'onda SLOT con nanocristalli di silicio, Pagina 3
viIntroduzione
alla perfetta integrazione con la tecnologia CMOS, permettono lo sviluppo di
chip ad alta integrazione con funzioni ottiche ed elettroniche. Per realizzare
funzioni elettro-ottiche avanzate risulta di fondamentale importanza studiare
gli eetti non lineari che tali strutture producono ad alte intensit a ottiche.
Questo lavoro di tesi ha lo scopo di analizzare e caratterizzare guide d’on-
da SLOT con l’aggiunta di nanocristalli di silicio in ossido di silicio (Si
nc=SiO). Il progetto  e stato realizzato in collaborazione con il CEA - Leti di
2
Grenoble (Francia). Questo tipo di guide d’onda sono caratterizzate da una
struttura innovativa che permette di connare il campo ottico in una regione
trasversale ad indice di rifrazione minore rispetto al materiale che la circonda
di decine di nanometri, ottenendo alte intensit a di campo viaggiante. Il pri-
mo articolo pubblicato su questo tipo di strutture  e di Almeida [5] e mostra
la struttura di base di una guida d’onda SLOT, realizzata in tecnologia SOI,
con dimensioni caratteristiche della zona ad indice di rifrazione pi u basso di
 50nm (il materiale costitutivo della zona centrale, in questo caso,  e aria).
Sulla base di queste considerazioni, l’idea di base  e quella di sfruttare le alte
intensit a raggiungibili per ottenere eetti non lineari estremamente ecien-
ti sfruttando l’interazione tra la radiazione elettromagnetica e un materiale
fortemente non lineare da inserire nella regione a basso indice di rifrazione.
I campioni utilizzati per questo lavoro di tesi utilizzano, come mezzo non
lineare, nanocristalli di silicio disciolti in una matrice di ossido di silicio. Le
propriet a ottiche di questo materiale sono tuttora oggetto di studio ma nei
pochi articoli pubblicati a riguardo [44] [41] [36] vengono messe in evidenza
le ottime caratteristiche lineari e non lineari che lo renderebbero ideale per lo
sviluppo di sistemi integrati per l’elaborazione ottica dei segnali. Dai lavori
analizzati si evince un miglioramento di tali caratteristiche (in particolare
quelle non lineari) rispetto a quelle note del silicio rendendo il materiale in
questione un ottimo candidato per lo sviluppo futuro di applicazioni e di-
spositivi in ottica integrata in tecnologia SOI. Il lavoro di tesi svolto ha
quindi come obiettivo principale quello di investigare sulle propriet a, poco
analizzate tuttora in letteratura, di guide d’onda costituite da un struttura
SLOT, in grado di fornire alte intensit a di campo, riempite con un materiale
fortemente non lineare come i nanocristalli di silicio. Le misure eettuate,
mostrate nei Capitoli 5 e 6, mostrano gli eetti positivi dei nanocristalli di
silicio sugli eetti non lineari misurati che risultano pi u ecienti rispetto a
quelli misurati su guide in tecnologia SOI presenti sul medesimo campione
analizzato.
L’attivit a sperimentale si  e focalizzata sui seguenti aspetti principali:
1. analisi dei modi in uscita dalla struttura guidante (con lo scopo prin-
cipale di cercare di individuare un’evidenza sperimentale dell’eetto di
Sitografia automatica

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Informazioni tesi

  Autore: Cosimo Lacava
  Tipo: Laurea II ciclo (magistrale o specialistica)
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Pavia
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria elettronica
  Relatore: Ilaria Cristiani
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 149

FAQ

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Parole chiave

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four-wave mixing
fwm
nanocristalli
optics
optoelectronic
photonics
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silicio
silicon
silicon interconnect
silicon on insulator
silicon photonics
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