Resumen

Estudiamos teóricamente el problema de la maximización de la ganancia Raman en guías de onda de cristal fotónico de silicio uniforme que soportan modos ópticos lentos. Por primera vez, se obtiene una solución exacta a este problema en el marco de la aproximación de bomba no agotada. En concreto, derivamos expresiones analíticas para la ganancia máxima de la señal, la potencia óptima de entrada de la bomba y la longitud óptima de un amplificador Raman de silicio, y demostramos que la ganancia máxima se alcanza cuando el haz de la bomba se propaga a su velocidad máxima. Si la velocidad de grupo de la señal puede reducirse en un factor de 10 en comparación con su valor en un silicio a granel, pueden obtenerse ganancias ultraelevadas superiores a 100 dB. También optimizamos los parámetros del dispositivo de un amplificador Raman de silicio en el régimen de fuerte agotamiento de la bomba y presentamos directrices generales de diseño que pueden utilizarse en la práctica.

• Materias:Propagación de ondas Rayo láser Onda electromagnética Óptica y fotónica Biofotónica
• Subjects:Wave propagation Lasers Electromagnetic waves Optics and photonics Biophotonics
• Palabras claves:amplificador Raman de silicio, potencia óptima de entrada de la bomba, directrices generales de diseño, ganancia máxima de la señal, modos ópticos lentos, fuerte agotamiento de la bomba, problema, expresiones analíticas, silicio a granel, guías de ondas de cristal
• Keywords:silicon Raman amplifier, optimal input pump power, general design guidelines, maximum signal gain, slow optical modes, strong pump depletion, problem, analytical expressions, bulk silicon, crystal waveguides