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???metadata.dc.type???: Tese
Title: Magneto-Optical Effects in Optical Communications: Active Manipulation of Nanophotonic Devices
???metadata.dc.creator???: Faria, William Orivaldo 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Salazar, Jorge Ricardo
???metadata.dc.contributor.referee1???: Salazar , Jorge Ricardo
???metadata.dc.contributor.referee2???: Silva , Daniely Gomes
???metadata.dc.contributor.referee3???: Spadoti , Danilo Henrique
???metadata.dc.contributor.referee4???: Figueroa, Hugo Enrique
???metadata.dc.contributor.referee5???: Rosso , Tommaso Del
???metadata.dc.description.resumo???: Inspirados pela atividade de pesquisa efervescente no uso de efeitos magneto-ópticos (MO) para a manipulação ativa de dispositivos nanofotônicos, nós hipotetizamos que controlando luz com estes fenômenos poderiam ser um divisor de águas no desenvolvimento de circuitos fotônicos integrados (PICs, photonic integrated circuits). Esta tese começa revisando o aprimoramento ressonante do efeito Kerr MO transversal (TMOKE, transverse MO Kerr effect) em guias de ondas totalmente dielétricos e magnetoplasmônicos. Embora as características ressonantes dessas nanoestruturas tenham princípios físicos diferentes, demonstra-se numericamente as condições globais que ambas devem atender para obter valores de TMOKE otimizados (próximos aos valores teóricos máximos). Com o conhecimento da primeira parte, investiga-se os efeitos MO ´ em micro-anéis ressonadores (MRRs, micro-ring resonators) acoplados lateralmente a dois guias de ondas. Através desse estudo, demonstramos um novo conceito de ajuste dinâmico em aplicações add/drop em multiplexação por divisão de comprimento de onda densa (DWDM, dense wavelength division multiplexing). Finalmente, embora haja uma tendência para desenvolver novos PICs conectados sem fio para maior eficiência de energia e taxas de dados mais altas, os desenvolvimentos aos dificultados pela falta de mecanismos para manipulação ativa da diretividade do feixe. Esta tese demonstra analiticamente e numericamente uma forma inédita de manipular o feixe irradiado de uma única nanoantena. Nosso conceito ilustra três propostas de nanoantenas convencionais diferentes, ou seja, nanoantena de fenda tipo corneta, nanoantena dipolo de meia onda e nanoantena Yagi-Uda, que podem ser fabricadas com os mecanismos de fabricação atualmente disponíveis.
Abstract: Inspired by the effervescent research activity on the use of magneto-optical (MO) effects for the active manipulation of nanophotonic devices, we hypothesize that controlling light with these phenomena could be a game changer in the development of photonic integrated circuits (PICs). This thesis begins by reviewing the resonant en hancement of the transverse MO Kerr effect (TMOKE) in all-dielectric and magneto-plasmonic waveguides. Although the resonant characteristics of these last nanostructures have different physical principles, we numerically demonstrate the global condition that both must meet to obtain optimized TMOKE values (close to their maximum theoretical values). With knowledge from the first part, we then investigated MO ef fects on a micro-ring resonator (MRR) side-coupled to two waveguides. Throughout this latter study, we demonstrated a new concept for dynamic tuning of add/drop channels with applications in dense wavelength division multiplexing (DWDM). Finally, though there is a trend to develop new wirelessly connected PICs for improved power efficiency and higher data rates, developments are hampered by a lack of mechanisms for active manipulation of the beam steering. In this thesis, we analytically and nu merically demonstrate an unprecedented way to manipulate the radiated beam from a single nanoantenna. Our concept is illustrated using three a single nanoantenna. Our concept is illustrated using three different conventional nanoantenna designs, namely horn-like slot nanoantenna, half-wave dipole nanoantenna, and Yagi-Uda nanoantenna, which can be manufactured with currently available fabrication mechanisms. conventional nanoantenna designs, namely horn-like slot nanoantenna, half-wave dipole nanoan tenna, and Yagi-Uda nanoantenna, which can be manufactured with currently available fabrication mechanisms.
Keywords: Optical wireless communications;nanophotonics; magneto-optic effects;magnetophotonic; magnetoplasmonic; TMOKE enhancement; micro-ring resonators; nanoantennas; beam steering
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia - Telecomunicações
Language: eng
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Instituto Nacional de Telecomunicações
???metadata.dc.publisher.initials???: INATEL
???metadata.dc.publisher.department???: Instituto Nacional de Telecomunicações
???metadata.dc.publisher.program???: Mestrado em Engenharia de Telecomunicações
Citation: Faria, William Orivaldo. Magneto-Optical Effects in Optical Communications: Active Manipulation of Nanophotonic Devices. 2022. [227 p.]. Tese( Mestrado em Engenharia de Telecomunicações) - Instituto Nacional de Telecomunicações, [Santa Rita do Sapucaí] .
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: https://tede.inatel.br:8080/tede/handle/tede/245
Issue Date: 21-Oct-2022
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Doutorado em Telecomunicações

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