Análisis, Síntesis y Aplicación de Circuitos Ópticos Birrefringentes Tipo FIR de Dos Puertos en Celosía con Cristales Líquidos

Salvador Vargas, Jorge Rodríguez, Raymond Quintero, Luis Méndez, Miguel Hernández

Resumen


Los cristales líquidos los encontramos en gran variedad de equipos a nuestro alrededor. Sus aplicaciones más comunes son de pantallas demostradoras en los equipos tales como calculadoras, televisores o computadoras. Sin embargo, también tienen otras aplicaciones menos conocidas como sensores de temperatura, como elementos de realimentación distribuida en láseres, materiales dieléctricos con permitividades sintonizables, como componentes de relleno en fibras de cristal fotónico con el punto de dispersión cero sintonizables, controladores de polarización, hasta en el filtrado de señales ópticas. En este artículo se estudia la aplicación de este tipo de componentes al filtrado de señales ópticas. Se presenta y se analiza un circuito óptico tipo FIR en estructura en celosía que utiliza cristales líquidos para el filtrado de señales ópticas y la forma en que se sintetiza el mismo, basados en las técnicas del procesado de señales en tiempo discreto, además se da una novedosa aplicación del mismo, ilustrándose mediante un ejemplo. En este artículo primero se ve una introducción a la radiación electromagnética además de explicar las técnicas de las matrices de transferencia ópticas. Se da una breve explicación sobre la polarización de la luz. Posteriormente se presentan los tipos de cristales líquidos más utilizados que existen en la actualidad. Se analiza el comportamiento de la luz en un circuito con dos entradas y dos salidas en su recorrido a través de células de cristal líquido nemático con alineación homogénea, además de presentar las ecuaciones necesarias para la síntesis de filtros ópticos con funciones de transferencia arbitrarias. Finalmente se presenta un ejemplo de aplicación novedoso, en el área de las comunicaciones ópticos, donde se ecualiza el espectro de emisión estimulada de un amplificador óptico de fibra dopada con Erbio.

Palabras clave


circuito óptico, cristal líquido nemático, estructura en celosía, para-hermitiano, polarización.

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Referencias


(1) S. Vargas y C. Vazquez, “Optical reconfigurable demultiplexer based on Bragg grating assisted ring resonators,” Optics Express, vol. 22, no 16, p. 19156-19168, 2014.

(2) C. Vazquez, S. E. Vargas, J. M. S. Pena y A. B. Gonzalo, “Demultiplexers for ultranarrow channel spacing based on Mach-Zehnders and ring resonators. Optical Engineering,” vol. 43, no. 9, p. 2080-2086, 2004.

(3) A. Rohit, J. Bolk, X. J. Leijtens, y K. Williams, “Monolithic Nanosecond-Reconfigurable 4 4 Space and Wavelength Selective Cross-Connect,” Journal of Lightwave Technology, vol. 30, no. 17, p. 2913-2921, 2012.

(4) A. Eghbali, H. Johansson, O. Gustafsson, y S. J. Savory, “Optimal least-squares FIR digital filters for compensation of chromatic dispersion in digital coherent optical receivers,” Journal of Lightwave Technology, vol. 32 no. 8, p. 1449-1456, 2014.

(5) S. Alboon y R. Lindquist, “Flat-top/distortionless tunable filters based on liquid crystal multi cavities for DWDM applications,” en Southeastcon, 2008. IEEE. IEEE, p. 117-122, 2008.

(6) C. K. Madsen, “Optical Filter Synthesis,” in Encyclopedic Handbook of Integrated Optics, Edited by K. Iga and Y. Kokubun, Marcel-Dekker, 2005.

(7) S. Vargas y C. Vazquez, “Synthesis of Optical Filters using Microring Resonators with ultra-large FSR,” Optics Express, vol. 18, no. 25, p. 25936 – 25949, 2010.

(8) G. Shabtay, E. Eidinger, Z. Zalevsky, D. Mendlovic, y E. Marom, “Tunable birefringent filters-optimal iterative design,” Optics express, vol. 10, no 26, p. 1534-1541, 2002.

(9) B. Lyot, “Optical apparatus with wide field using interference of polarized light,” C.R. Acad. Sci. (Paris), vol. 197, p. 1593, 1933.

(10) I. Solc, “Birefringent chain filters,” J. Opt. Soc. Am. vol. 55, no. 6, pp. 621-625, 1965.

(11) C. Chen, C. Pan, C. Hsieh, Y. Lin, y R. Pan, “Liquid-crystalbased terahertz tunable Lyot filter,” Applied Physics Letters, vol. 88, no 10, p. 101107-101107-3, 2006.

(12) E. Hecht, Optics, 4rd ed., Addison Wesley, 2002.

(13) K. Jinguji y M. Kawachi, “Synthesis of Coherent Two-Port Lattice-Form Optical Delay-Line Circuit,” Journal of Lightwave Technology, vol. 13, no. 8, p. 73-82, 1995.

(14) J. Proakis y D. Manolakis, Tratamiento Digital de Señales: Principios, algoritmos y aplicaciones, 3ra ed., Prentice Hall España, 1998.

(15) B. E. Saleh y M. C. Teich, Fundamentals of Photonics, 1st edition, John Wiley and Sons, 1991. [16] S. T. Wu, “Birefringence dispersions of liquid crystals,” Physical Review A, vol. 33, no. 2, p. 1270-1274, 1986.

(17) Rui Hong Chu, y Graham Town. "Birefringent filter synthesis by use of a digital filter design algorithm," Applied optics vol. 41, no. 17, p. 3412-3418, 2002.

(18) Nowinowski-Kruszelnicki, E. Kędzierski, J. Raszewski, Z. Jaroszewicz, L. Dąbrowski, R. Kojdecki, M., ... and E. Miszczyk, “High birefringence liquid crystal mixtures for electro-optical devices,” Optica Applicata, vol. 42, no. 1, p. 167180, 2012.






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