1. Introdução

A pesquisa sobre sensores óticos baseados em microcavidades integradas, tais como microanéis e microdiscos, tem experimentado enormes avanços nos últimos anos e são promessas para contribuir para soluções de diversas demandas. Nesse sentido, nesse trabalho é apresentado o estudo e projeto de Moléculas Fotônicas (Photonic Molecules - PMs) compactas, que garantem uma resposta espectral suficiente para gerar luz espalhada quando bombeadas em um determinado comprimento de onda. Nessas condições, as PMs deverão permitir a detecção pela análise da correlação das distribuições de intensidade de campo dos modos “pixelados”, distribuídos nas cavidades que compõem as PMs. Esse novo método de detecção deverá garantir uma redução na complexidade dos aparatos de medidas exigidos junto com os sensores óticos baseados em microcavidades, tais como laser sintonizável e fotodetector de alta resolução.

2. Objetivo

Esse trabalho de iniciação científica propõe projetar e estudar PMs compactas, baseado em uma PM sobre uma plataforma de SOI ou de Nitreto de Silício, que garantam uma resposta espectral suficiente para gerar luz espalhada quando bombeadas em um determinado comprimento de onda fixo e estudar a distribuição das intensidades nas cavidades, a partir de tratamentos de imagens, e associar a mudança entre as distribuições. Essa PM proposta possui uma cavidade principal acoplada a um guia de onda, com duas cavidades menores acopladas na cavidade maior.Ademais, realizou-se uma pesquisa bibliográfica dos principais trabalhos nessa área.

3. Metodologia

Primeiramente, foi realizado um estudo sobre os fundamentos básicos de guias de ondas e cavidades ressonantes, juntamente com a revisão bibliográfica sobre sensores óticos baseados em múltiplas microcavidades acopladas.Em seguida, foram realizadas simulações de dispositivos fotônicos, utilizando plataformas como o RSoft e Mathematica, que são capazes de simular a resposta espectral das PMs.

4. Resultados

Foram realizadas diversas simulações variando-se o comprimento de onda de bombeio e investigando o deslocamento do espectro. Esse estudo tomou bastante tempo, mas permitiu encontrar um procedimento para mitigar essa dificuldade.

5. Conclusões

Em suma, esse projeto mostrou uma proposta de investigação de sensores ópticos baseados em PMs, sobre uma plataforma de Silício sobre isolante, a fim de permitir a realização de detecções simples no domínio espacial. Além de aprofundar o conhecimento teórico em guias de ondas e cavidades ressonantes, desenvolvemos um estudo sobre moléculas fotônicas e como elas funcionam.Foi possível desenvolver um método para mitigar o deslocamento no espectro quando o bombeio era realizado em cada ponto da ressonância e demonstrar a distribuição do campo elétrico como desejado e provar que dependendo da posição de bombeio, o campo elétrico se distribui na cavidade associada ao campo.