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ACOPLADOR DE REJILLA POR SUPERFICIE APTO PARA DISPOSITIVOS FOTÓNICOS, MÉTODO ASOCIADO Y CONJUNTO CON ACOPLADOR DE REJILLA POR SUPERFICIE

6 de marzo de 2024

La plataforma de silicio sobre aislante (silicon on insulator, SOI) es una de las más populares para la implementación de dispositivos fotónicos integrados compactos, debido a su compatibilidad con los procesos de fabricación CMOS y a su alto contraste de índice. Una importante consecuencia del reducido tamaño de las guías de onda construidas en esta plataforma es la dificultad del acoplo de luz entre la fibra óptica y el chip. Para solventar este inconveniente, habitualmente se usan dos tipos de acopladores: acopladores por canto y acopladores de rejilla por superficie. Los últimos proporcionan más tolerancia a errores de alineamiento de la fibra óptica y otorgan más flexibilidad, pues el acoplo se produce verticalmente y el acoplador puede ubicarse en cualquier punto de la superficie del chip. Sin embargo, en los acopladores de rejilla típicos existe un rígido compromiso entre el ancho de banda y la eficiencia obtenibles, de tal forma que no pueden maximizarse ambas prestaciones. Una posible solución es un tipo de acoplador de rejilla por superficie que recibe el nombre de “acoplador de orden cero”. En este caso, el dispositivo consta de una estructura periódica en régimen sub longitud de onda (subwavelenght grating, SWG) que actúa como una guía metamaterial equivalente. Con el conveniente diseño de la geometría de esta guía SWG, la luz se acopla de forma evanescente entre la guía y un prisma de silicio colocado encima de esta. A pesar de que los acopladores de orden cero permiten obtener una eficiencia de acoplo del 90% o más y un ancho de banda en torno a 100 nm, este se ve limitado por la dispersión cromática de la guía SWG. La presenta invención resuelve este obstáculo mediante la sustitución de la guía SWG común por una guía SWG “enladrillada” (bricked SWG). De esta forma, la dispersión con la longitud de onda de la guía se reduce drásticamente, lo que permite ensanchar de forma notable el rango de longitudes de onda de operación sin sacrificar por ello la eficiencia de acoplo del dispositivo.

GUÍA DE ONDA PERIÓDICA SUB-LONGITUD DE ONDA ENLADRILLADA Y DISPOSITIVOS QUE HACEN USO DE DICHA GUÍA DE ONDA.

17 de julio de 2020

La plataforma de silicio (Silicon on Insulator, SOI, en inglés) es la plataforma que mayoritariamente se ha impuesto en óptica integrada y para la que mayor número de aplicaciones se están desarrollando. A pesar de sus enormes ventajas (alta capacidad de integración, posibilidad de reutilizar todos los procesos de fabricación empleados en la electrónica integrada, tamaño reducido de los dispositivos,…), para poder lograr dispositivos ópticos de altas prestaciones es necesario poder sintetizar materiales de características diferentes. En este sentido, la irrupción de las guías de ondas dieléctricas periódicas sub-longitud de onda (SWG, por sus siglas en inglés Sub-Wavelength Grating) ha sido fundamental, pues combinando únicamente el silicio y dióxido de silicio en la proporción adecuada, ha posibilitado sintetizar materiales artificiales equivalentes cuyas propiedades (índice de refracción y su dependencia con la longitud de onda o dispersión), pueden ser fácilmente controladas. Sin embargo, al operar a longitudes de onda del infrarrojo cercano (?=1.55µm), las dimensiones mínimas que requieren las guías SWG son del orden de los 100nm, o inferiores, lo cual resulta muy difícil de lograr con la tecnología de fabricación en masa DUV-193 que se suele emplear (del inglés Deep Ultra Violet 193 nm). Además, en el diseño de multitud de dispositivos ópticos integrados, existe la necesidad de poder controlar también la anisotropía o dependencia con la polarización de la luz del material equivalente sintetizado, sin que ello signifique complicar el proceso de fabricación por la incorporación de nuevos materiales, o el aumento del número de pasos de grabado. La presente invención resuelve los problemas planteados anteriormente, y para ello se propone, como primer objeto de invención, una nueva topología de guía de onda periódica sub-longitud de onda que por sus características estructurales se denominará “enladrillada” (“Bricked-SWG”). En otros objetos de la invención, se presentan diversos dispositivos que hacen uso de la estructura propuesta, como un adaptador modal, un divisor de potencia-desfasador de 90 º, o un separador de polarización.

FILTRO ÓPTICO INTEGRADO BASADO EN RESONADORES ACOPLADOS MEDIANTE REDES BRAGG FUERTES DE GRAN CONFINAMIENTO LATERAL

29 de mayo de 2020

Los circuitos de resonadores acoplados son bien conocidos en el ámbito de las microondas, donde han sido aplicados a diversas aplicaciones como filtros, diplexores, etc. Asimismo, han sido desarrolladas técnicas de diseño para adecuar la respuesta de dichos circuitos a una cierta respuesta objetivo. Los filtros ópticos de resonadores acoplados basado en guías de onda (CROW, del inglés “Coupled Resonator Optical Waveguides”) responden a los mismos principios de funcionamiento y diseño, pero aplicados a las frecuencias ópticas. Típicamente, los filtros ópticos de resonadores acoplados se realizan mediante dos alternativas, bien mediante resonadores en anillo, o bien mediante resonadores basados en reflectores de Bragg (también conocidos como “filtros de Bragg” o “redes de Bragg. Entre estos dos tipos, los reflectores de Bragg suelen trabajar con el orden más bajo de la resonancia, lo que hace que su FSR (FSR, del inglés “Free Spectral Range”) sea mucho mayor que el de los anillos resonantes. Otra ventaja de los filtros Bragg es su gran flexibilidad para lograr el apodizado, es decir, para la conformación espectral de una respuesta objetivo. No obstante, sigue existiendo en el estado de la técnica la necesidad de filtros integrados en guías de onda, compactos y de fácil fabricación, que proporcionen una respuesta espectral de alta calidad en un rango espectral libre de gran anchura. La invención que se propone es un filtro óptico integrado de resonadores Bragg acoplados sobre una plataforma ‘silicon photonics’. Este tipo de filtros permite realizar respuestas en frecuencia flexibles de tipo ‘todo polos’ que pueden ser diseñadas para tener mínimo rizado en la banda de paso (Butterworth), alto rechazo (Tchebyshev), etc… Por la sencillez de diseño es posible conseguir filtros compactos con factores de calidad elevados y, por tanto, reducir las pérdidas de inserción en aplicaciones muy selectivas en frecuencia. Además los filtros permiten una sintonía térmica eficiente energéticamente.

GUÍA DE ONDA Y DIVISOR DE POLARIZACIÓN QUE HACE USO DE DICHA GUÍA DE ONDA

1 de abril de 2020

La birrefringencia propia de las plataformas fotónicas, es decir, la diferencia de comportamiento de los dispositivos basados en guías de ondas entre la polarización transversal eléctrica (TE) y polarización transversal magnética (TM), supone uno de los grandes retos para el desarrollo y expansión de la óptica integrada. Independientemente de la alternativa seguida (independencia de polarización o selectividad de polarización), la dificultad surge a la hora de manipular la birrefrigencia de las guías de onda utilizadas, ya sea para igualar la respuesta de los modos TE y TM o para hacerla tan dispar que permita su separación. En general, la mayoría de soluciones se basan en la incorporación de materiales adicionales al material de núcleo de la guía de onda, o al uso de estructuras con múltiples capas o profundidades de grabado. No obstante, estas alternativas incrementan notablemente la complejidad de fabricación de los dispositivos. En cuanto a divisores de polarización, las distintas configuraciones actuales presentan graves problemas a la hora de ser fabricadas, ya sea por una elevada sensibilidad a desviaciones respecto a los diseños nominales, inevitables durante el proceso de fabricación, bien por requerir geometrías o elementos auxiliares que no pueden ser implementados por los procedimientos habituales de fabricación de chips fotónicos comerciales. Aunque hay nuevas configuraciones que solventa alguno de los problemas, todos incrementan la complejidad en la fabricación. La presente invención soluciona los problemas anteriormente descritos mediante una guía monomodo con una estructura sub longitud de onda (SWG) que se encuentra rotada con un ángulo de giro respecto a la dirección de propagación de la luz guiada, lo cual permite modificar las propiedades de birrefringencia de dicha guía. La guía monomodo aquí descrita puede integrarse junto con cualquier otra combinación de dispositivos en un chip fotónico, pudiendo ser fabricado durante el mismo paso de exposición que el resto de dichos dispositivos. En un segundo aspecto de la invención, se presenta un sistema divisor de polarización basado en acoplo direccional selectivo en polarización, constituido a partir de la guía de onda monomodo de birrefringencia modificada del primer aspecto de la invención.

MULTIPLEXOR/DEMULTIPLEXOR DE MODOS INTEGRADO

5 de diciembre de 2017

El auge de Internet demanda incrementos de velocidad de transmisión en todos los sistemas de telecomunicaciones. Para incrementar la capacidad de transmisión de datos de los sistemas de comunicaciones ópticas y compactar aún más la densidad de información que transportan, se están desarrollando técnicas de multiplexación modal. En estos sistemas, una única fibra óptica, dimensionada adecuadamente, es capaz de transportar más de un modo electromagnético. Esta multiplicidad de modos se aprovecha para transportar mayor capacidad de información, puesto que cada modo funciona esencialmente como un canal diferente que puede transportar cierta carga de datos. El mismo concepto se está aplicando, con un horizonte temporal mas largo, a los sistemas ópticos integrados. Los sistemas ópticos integrados están teniendo un gran auge actualmente debido que permiten solucionar de forma óptima varios cuellos de botella existentes en los sistemas de información y comunicaciones actuales. Por un lado, ofrecen la posibilidad de mejorar la comunicación entre procesadores en sistemas CMOS multinucleo. Por otro lado, son la alternativa preferida para la interconexión a alta velocidad entre los servidores que forman un centro de datos. En este escenario, los multiplexores de modos para tecnología óptica integrada, son un componente clave para permitir aumentar la densidad de información transmitida dentro de chips fotónicos como los que se usan para las aplicaciones citadas anteriormente. La presente invención soluciona varios problema comunes a todos los dispositivos desarrollados, consistente en un (de)multiplexor de modos de banda ultra-ancha, que es capaz de operar en un rango de longitudes de onda mucho mayor que el de los dispositivos de banda estrecha, en concreto, se consigue aumentar el ancho de banda por encima de 300 nm frente a los 100 nm que presentan los (de)multiplexores de modos convencionales. Otro aspecto a destacar es el compacto diseño que presenta, con una longitud del dispositivo menor que la presentada típicamente por los demás dispositivos (de)multiplexores de modos.

DISPOSITIVO MULTIFUNCIONAL PARA BICICLETAS

31 de enero de 2017

Dispositivo multifuncional compuesto por soporte de carga y bloqueo antirrobo para bicicletas estándar. Su finalidad principal es el transporte de bienes de consumo diario, siendo secundario el transporte de otro tipo de mercancía o carga. De este modo, cuando el usuario deposite la bicicleta en un lugar público para entrar en el comercio a realizar la compra, gracias a la incorporación de un mecanismo giratorio, el mismo dispositivo puede emplearse para asegurar la bicicleta a un elemento fijo del entorno, a modo de candado antirrobo. Por tanto, su uso múltiple consigue prescindir de un dispositivo antirrobo corriente.

CONVERSOR INFERIOR DE 120º INTEGRADO MONOLÍTICAMENTE ACROMÁTICO

24 de junio de 2015

La incorporación de multiplexores de adición-extracción ópticos reconfigurables (reconfigurable optical add-drop multiplexers, ROADM) en redes ópticas de transporte ha proporcionado flexibilidad y posibilidades de configuración a los operadores de red. La introducción en un futuro cercano de ROADM acromático permitirá también que cualquier longitud de onda sea añadida / extraída en cualquier puerto. En este contexto, los receptores acromático pueden ser usados en los puertos de extracción para incrementar la eficiencia y reducir el coste de las redes ópticas reconfigurables. En un receptor acromático, sólo ajustando el oscilador local (OL), un canal de multiplexado por división de longitud de onda (wavelength-division multiplexed, WDM) individual puede ser seleccionado y detectado sin utilizar ningún dispositivo de filtrado óptico (por ejemplo un desmultiplexador o un filtro). En particular, la presente invención se refiere a un conversor inferior de 120º integrado monolíticamente acromático basado en un acoplador de interferencia multimodo (multimode interference coupler, MMI) 2x3 y con tres fotodiodos seguidos de sus respectivos TIAs con recuperación IQ desde un circuito analógicamente calibrado que permite incrementar a 80 el número de canales coincidentes de forma eficiente, mostrando un buen rango dinámico de señal y alto rendimiento de fabricación.

DOWNCONVERTER INTEGRADO CON DIVERSIDAD DE POLARIZACIÓN PARA RECEPTOR ÓPTICO COHERENTE CON MULTIPLEXACIÓN POR POLARIZACIÓN

14 de julio de 2014

Los Receptores Ópticos Integrados (ROI) son un componente fundamental para los sistemas de comunicaciones por fibra óptica de nueva generación, que se están empezando a comercializar y que se basan en modulaciones coherentes con multiplexación de polarización. Por problemas asociados a las tolerancias de fabricación, las configuraciones de ROI existentes en el mercado (como, por ejemplo, las de OCLARO y U2t) no han logrado integrar monolíticamente la Red de Diversidad de Polarización (RDP) con el resto de componentes, lo que obliga a colocar la RDP fuera del chip utilizando tecnología ‘bulk’ (no-integrada), lo que aumenta el tamaño y, sobre todo, el coste del receptor, pues estos componentes ‘bulk’ deben ser ensamblados manualmente. En esta invención se propone una nuevo tipo de RDP que permite realizar perfectamente la función de separación de polarización y que no presenta los problemas de sensibilidad a las tolerancias de fabricación de las soluciones existentes hasta la fecha. Esta invención permitirá integrar monolíticamente en un único ‘chip’ todo el ROI, usando la misma tecnología actualmente empleada para integrar solo una parte, lo que ofrece la posibilidad de lograr un gran ahorro de costes. Además esta solución permitiría reemplazar directamente a los ROIs existentes, sin necesidad de complicar el resto de componentes del sistema de comunicaciones.

DISPOSITIVO PARA AJUSTAR EL VOLUMEN DE INYECTABLE DE UNA JERINGA

8 de noviembre de 2012

El ajuste de la dosis de insulina en pacientes diabéticos con alta sensibilidad o necesidades de dosis pequeñas es un tema importante dentro de la terapia de la diabetes. Las jeringas que existen en el mercado tienen diferentes capacidades, desde 0,3 ml hasta 1 ml de capacidad y una escala dividida en ½ unidad de Insulina (UI) y 1 UI respectivamente. Con la jeringa, la mayor precisión que se puede conseguir es de ½ UI. Está demostrado que, en un grupo de individuos, usando la jeringa y para la misma dosis, existe mucha dispersión en la cantidad dosificada. Así, la presente invención tiene por objeto eliminar los problemas antes expuestos, mediante un dispositivo que aumente la precisión de la dosis y la repetitibilidad de la cantidad dosificada con objeto de mejorar la dosificación mediante jeringuilla. Este dispositivo está constituido por un primer y un segundo discos de igual diámetro, adosados por una de sus bases y montados según un eje común, con facultad de giro independiente sobre el mismo.

SISTEMA DE RECONOCIMIENTO DE SONIDOS DE BAJO CONSUMO

8 de noviembre de 2012

Dentro de los sistemas de bajo coste y bajo consumo se encuentran los robots móviles con fines educacionales, pero en la actualidad carecen de un sensor que permita el reconocimiento de sonidos y que pueda ser integrado en plataformas de bajas prestaciones. Por otro lado, las aplicaciones musicales con fines educacionales están cada vez más extendidas, pero para que realmente sean útiles requieren de un sistema de escucha que decida si lo que suena es correcto o no y que no resulte costoso. Así, la presente invención se refiere a un sistema de detección de sonidos polivalente de bajo consumo y fácil integración, para ser utilizado en cualquier tipo de sistema. Entre los sistemas en los que se puede integrar hay que destacar los sistemas embebidos de bajo coste que requieran de un sistema de reconocimiento y/o detección de sonidos, cuyo coste sea adecuado al sistema en el que se va a integrar. Además, el sistema permite ser integrado fácilmente incluso en la misma placa del sistema embebido así como conectarse siguiendo cualquiera de los protocolos de comunicaciones existentes en la actualidad. Este nuevo sistema no necesita calibrado ni configuración alguna para su funcionamiento, posibilitando dos modos de funcionamiento: básico y avanzado.