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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.

CREACIÓN DE NUEVOS CANALES DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICOS MEDIANTE INTELIGENCIA ARTIFICIAL PARA SU USO EN REDES 6G

20 de abril de 2023

La IA es una herramienta imprescindible para el desarrollo tecnológico de la próxima generación de sistemas 6G ya que permite modelar canales de propagación más allá de los métodos matemáticos clásicos. Actualmente, la técnica mide escenarios de comunicaciones reales y los recrea. Sin embargo, la gran variabilidad de entornos de comunicación y los requisitos tecnológicos suponen un inconveniente para la recreación de entornos nuevos. Con el objetivo de encontrar solución a estos problemas, se describe un método basado en la generación de escenarios de comunicaciones inalámbricas usando modelos neuronales generativos. Esta IA usa su capacidad de aprendizaje para realizar transformaciones de los datos junto con medidas reales obtenidas en el Laboratorio Singular y generar nuevos escenarios de propagación. En este contexto, las técnicas emergentes de IA permiten beneficiarse del análisis estadístico de datos aportando estrategias muy novedosas y con un alto potencial para testear un nuevo sistema de comunicaciones en el escenario en el que va a operar.

DEFLECTOR LATERAL DE HAZ UNICO, CONTROL DE DICHO ACOPLADOR Y APLICACIONES A DEMULTIPLEXORES DE LONGITUD DE ONDA Y ALIMENTADORES DE ANTENAS ÓPTICAS

1 de febrero de 2021

Los circuitos ópticos integrados son sistemas ópticos miniaturizados compuestos por varios componentes que son fabricados en obleas utilizando técnicas de deposición, crecimiento de materiales y litográficas similares a las utilizadas en microelectrónica. Mediante estas técnicas se fabrican en la oblea canales formados por materiales con diferente constante dieléctrica (guías de onda o guiaondas) que permiten conducir y manipular la luz por el plano de la oblea con bajas pérdidas de potencia óptica. Por otro lado, los acopladores forman parte de la gran mayoría de subsistemas ópticos integrados tales como moduladores, receptores, demultiplexores o filtros y son por ello componentes de una gran aplicación práctica en multitud de aplicaciones. La presente invención, solventa los problemas de los actuales dispositivos a través de un sistema basado en una rejilla de difracción que acopla de forma eficiente la luz, mediante difracción, desde una guiaonda de canal hacía una guiaonda de película que mantiene confinada la luz en el plano de la oblea.

SISTEMA DE CONTROL DE ACCESOS A UN RECINTO

26 de enero de 2021

Los sistemas de control de acceso a recintos como edificios, espacios o terrenos, hoteles, empresas y sedes oficiales están cada vez más extendidos. En dichos sistemas conocidos de control de acceso se ponen a la disposición de los usuarios soportes codificados en los que está memorizado un código secreto de entrada o de identificación. Los inconvenientes de estos sistemas conocidos consisten en, que debe entregarse y asignarse al usuario un soporte codificado personal, implicando la asignación un riesgo para la seguridad y de que la administración de los derechos de acceso de los usuarios y/o la asignación del código está vinculada siempre a una central de control. Por lo tanto, en estos sistemas no es posible realizar la administración de los derechos de acceso del usuario en determinados puntos de paso, gestionándolos desde varios centros de control independientes entre sí. La invención que se propone es un sistema y procedimiento asociado, de control de accesos a un recinto, que se pone en funcionamiento cuando un usuario quiere acceder a un espacio. Dicho sistema de control de accesos ofrece una optimización en la gestión de accesos a múltiples dependencias o recintos por diferentes usuarios, sin límite de los mismos y sin la utilización de ningún tipo de dispositivo auto-identificable que lo posibilite. Tampoco precisa de controladores distribuidos para gestionar los accesos ni de cableado específico para posibilitar el mismo.

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.

DIVISOR DE POLARIZACIÓN INTEGRADO

3 de julio de 2018

Uno de los principales problemas en el campo de la óptica integrada es la dependencia de la polarización. Varios materiales o estructuras ópticas han sido propuestas para implementar ambas. Sin embargo, todos ellos presentan serios problemas a la hora de su fabricación y, las diferencias entre las constantes de dispersión son bajas y difícilmente controlables, por lo tanto, estos dispositivos ofrecen soluciones con una baja eficiencia, la cual necesita grandes distancias de propagacion y requieren dispositivos de gran tamaño. La presente invención consiste es un divisor de polarización integrado, de forma que a traves de un divisor de polarizacion basado en un acoplador de interferencia multimodo (SWG) es capaz de separar una señal ortogonal polarizada en dos (ET y MT, Transversal y Magnetica Eléctrica). Es fácil de fabricar, y puede ser integrado con otros tipos de combinaciones de dispositivos en chip fotónicos.

TESTIGO DIGITAL: GESTIÓN SEGURA DE LA INFORMACIÓN EN DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS

21 de febrero de 2018

En un mundo en el que los usuarios dependen cada vez más de sus dispositivos, éstos almacenan gran cantidad de información y son una fuente muy valiosa de conocimiento sobre su entorno. Sin embargo, la heterogeneidad y la densidad de los objetos conectados, características propias de la Internet de las Cosas (IoT), sirven de velo para ocultar conductas maliciosas que afectan a estos dispositivos, sin que quede rastro de tales acciones. El uso de arquitecturas de seguridad embebidas en los dispositivos móviles y otros objetos de uso personal está por debajo de su potencial. Actualmente el propósito de estas arquitecturas es o bien proteger los datos del usuario o facilitar el pago electrónico. Avances recientes permiten la firma a través del móvil empleando la última versión de DNIe que incorpora NFC. Sin embargo, estas arquitecturas pueden ofrecer mucho más. La tecnología objeto de patente desarrollada define el concepto y arquitectura del testigo digital, la cual permite que dispositivos personales y otros dispositivos con arquitecturas de seguridad embebidas puedan colaborar entre sí para alertar de conductas maliciosas y dejar constancia de éstas. Esta arquitectura hace posible la implementación de una cadena de custodia digital en la IoT.

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.