[EN] Optical technologies are the backbone of modern communication systems providing
high-speed access to the Internet, efficient inter and intra-data center interconnects
and are expending towards growing research fields and new markets such as satel-
lite communications, LIDARs (Laser Imaging Detection and Ranging) applications,
Neuromorphic computing, and programable photonic circuits, to name a few. Be-
cause of its maturity and low-cost, silicon photonics is being leveraged to allow these
new technologies to reach their full potential.As a result, there is a strong need for
innovative, high-speed and energy-efficient photonic integrated building blocks on
the silicon platform to increase the readiness of silicon photonic integrated circuits.
The work developed and presented in this thesis is focused on the design and char-
acterization of advanced passive and active devices, for photonic integrated circuits.
The thesis consists of three main chapters as well as a motivation and concluding
sections exposing the rationale and the accomplishments of this work. Chapter one
describes the design and characterization of an electro-optical Mach-Zehnder mod-
ulator embedded in highly efficient vertical pn junction exploiting the free-carrier
dispersion effect in the O-band.. Chapter two is devoted to the design and charac-
terization of a novel geometry of asymmetrical multimode interference device and
its implementation in a Mach-Zehnder modulator. Chapter three is dedicated to
the design and characterization of innovative 1-dimensional photonic crystal designs
for slow- lightmodulation applications. An extensive analysis of the main trade-off
arising from the use of slow light is presented. / [ES] Las tecnologías ópticas son el eje vertebrador de los sistemas de comunicación mod-
ernos que proporcionan acceso de alta velocidad a la Internet, interconexiones efi-
cientes entre centros de datos y dentro de ellos. Además, se están expandiendo hacia
campos de investigación crecientes y nuevos mercados como son las aplicaciones de
comunicaciones por satélite, los LIDAR (Laser Imaging Detection and Ranging),
la computación neuromórfica y los circuitos fotónicos programables, por nombrar
algunos. La fotónica de silicio está considerada y aceptada ampliamente como una
de las tecnologías clave para que dichas aplicaciones puedan desarrollarse. Como
resultado, hay una fuerte necesidad de estructuras fotónicas básicas integradas que
sean innovadoras, que soporten altas velocidades de transmisión y que sean más
eficientes en términos de consumo de potencia, a fin de aumentar la capacidad de
los circuitos integrados fotónicos de silicio.
El trabajo desarrollado y presentado en esta tesis se centra en el diseño y la car-
acterización de dispositivos avanzados pasivos y activos, para circuitos fotónicos
integrados. La tesis consta de tres capítulos principales, así como de sendas sec-
ciones de motivación y conclusiones que exponen los fundamentos y los logros de
este trabajo. El capítulo uno describe el diseño y la caracterización de un modulador
electro-óptico Mach-Zehnder incorporado en una unión pn vertical altamente eficien-
ciente que explota el efecto de dispersión de plasma en banda O. El capítulo dos
está dedicado al diseño y caracterización de una nueva geometría de dispositivo de
interferencia multimodo asimétrico y su aplicación en un modulador Mach-Zehnder.
El capítulo tres está dedicado al diseño y caracterización de innovadores cristales
fotónicos unidimensionales para aplicaciones de modulación con luz lenta. Se pre-
senta un amplio análisis de los principales retos derivados del uso de la misma. / [CA] Les tecnologies òptiques són l'eix vertebrador d'aquells sistemes de comunicació moderns que proporcionen accés d'alta velocitat a la Internet, així com intercon- nexions eficients inter i entre centres de dades. A més a més, s'estan expandint cap a camps d'investigació creixents i nous mercats com són les aplicacions de co- municacions per satèl·lit, els LIDAR (Laser Imaging Detection and Ranging), la computació neuromòrfica i els circuits fotònics programables, entre d'altres. La fotònica de silici és considerada i acceptada àmpliament com una de les tecnologies clau i necessàries perquè aquestes aplicacions puguen desenvolupar-se. Per aquest motiu, es fa necessària l'existència d'estructures fotòniques bàsiques integrades que siguen innovadores, que suporten altes velocitats de transmissió i que siguen més eficients en termes de consum de potència, a fi d'augmentar la capacitat dels cir- cuits integrats fotònics de silici. El treball desenvolupat i presentat en aquesta tesi se centra en el disseny i la caracterització de dispositius avançats passius i actius, per a circuits fotònics integrats. La tesi consta de tres capítols principals, així com d'una secció de motivació i una altra de conclusions que exposen els fonaments i els assoliments d'aquest treball. El capítol u descriu el disseny i la caracterització d'un modulador electro-òptic Mach-Zehnder incorporat en una unió pn vertical d'alta efi- ciència que explota l'efecte de dispersió de plasma en la banda O. El capítol dos està dedicat al disseny i caracterització d'una nova geometria de dispositiu d'interferència multimode asimètric així com a la seua aplicació en un modulador Mach-Zehnder. El capítol tres està dedicat al disseny i caracterització d'innovadors cristalls fotònics unidimensionals per a aplicacions de modulació amb llum lenta. S'inclou també una anàlisi detallada dels principals reptes derivats de l'ús d'aquest tipus de llum. / I want to thank you the Generelitat Valenciana and the European Project L3MATRIX for the funding, without them my doctorate would not taken place. / Zanzi, A. (2020). Passive and active silicon photonics devices at TLC telecommunication wavelengths for on-chip optical interconnects [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/149377 / TESIS
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upv.es/oai:riunet.upv.es:10251/149377 |
| Date | 02 September 2020 |
| Creators | Zanzi, Andrea |
| Contributors | Brimont, Antoine Christian Jacques, Martí Sendra, Javier, Universitat Politècnica de València. Departamento de Comunicaciones - Departament de Comunicacions, Generalitat Valenciana |
| Publisher | Universitat Politècnica de València |
| Source Sets | Universitat Politècnica de València |
| Language | English |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/acceptedVersion |
| Rights | http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | info:eu-repo/grantAgreement/GVA//L3MATRIX/ |
Page generated in 0.0037 seconds