Dispositivo de guiado de haces de cristal fotónico de Si controlado térmicamente

El guía de ondas de cristal fotónico de Si de doble periodicidad irradia la luz lenta guiada al espacio libre como un haz óptico. El guía de ondas también funciona como un dispositivo de direccionamiento de haz, en el que el ángulo de direccionamiento cambia sustancialmente por una ligera variación en la longitud de onda generada debido a la gran dispersión angular de la luz lenta. Se obtiene una función similar cuando la longitud de onda está fija y se cambia el índice de refracción del guía de ondas. En este estudio, probamos dos tipos de estructuras de calentadores integrados y observamos el direccionamiento del haz utilizando el efecto termo-óptico. Para un guía de ondas dopado p-i-p, se hizo fluir la corriente de calentamiento directamente a través del guía de ondas y se obtuvo un rango de direccionamiento del haz de 21° con una potencia de calentamiento relativamente baja y una respuesta rápida del orden de 100 kHz, manteniendo una divergencia de haz estrecha de 0.1-0.3° y 120 puntos de resolución. También realizamos una prueba de vida preliminar del dispositivo, pero no observamos ninguna degradación severa en la variación de temperatura de 80-430 K durante una duración de hasta 20-40 h. Para un dispositivo de calentador de TiN, obtuvimos características de direccionamiento de haz comparables, pero la potencia de calentamiento requerida aumentó y la velocidad de respuesta disminuyó drásticamente.