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ALL OPTICAL
SWITCHES
Iván Hernández Romano
Verano 2006
AGENDA
Introducción.
 Acoplador direccional.
 Biestabilidad.
 Dispositivos Biestables.
 Bibliografía.

Los efectos ópticos no lineales
pueden ser directos o
indirectos.

Los efectos
directos ocurren en
el nivel atómico o
molecular cuando
la presencia de la
luz altera la
susceptibilidad o la
razón de absorción
de fotones del
medio.

Los efectos
indirectos se
exhibe debido a un
fenómeno
intermedio; la luz
crea un campo
eléctrico que
modifica las
propiedades
ópticas del medio.
AGENDA
Introducción.
 Acoplador direccional.
 Biestabilidad.
 Dispositivos Biestables.
 Bibliografía.

WAVEGUIDES
Different configurations for waveguides: (a) straight; (b) S bend;
(c) Y branch; (d) Match-Zehnder; (e) directional coupler;
(f) intersection.
DIRECTIONAL COUPLER

Éste puede ser
usado para
cambiar una
secuencia de
pulsos débiles y
fuertes,
separándolo en los
dos puertos de
salida del
acoplador.
AGENDA
Introducción.
 Acoplador direccional.
 Biestabilidad.
 Dispositivos Biestables.
 Bibliografía.

BISTABLE SYSTEMS

Un sistema
biestable (de dos
estados) tiene una
salida la cual
puede tomar sólo
uno de dos
distintos valores de
estado, no importa
cual sea la entrada
aplicada.
Principios de Biestabilidad
Óptica.
Relación de entrada salida para un
sistema Biestable.
I0
Ii 
T (I0 )
AGENDA
Introducción.
 Acoplador direccional.
 Biestabilidad.
 Dispositivos Biestables.
 Bibliografía.

Bistable Optical Devices.
Elementos no lineales dispersivos,
para los cuales el índice de refracción
n es una función de la intensidad
óptica.
 Elementos no lineales que disipan,
para los cuales el coeficiente de
absorción α es una función de la
intensidad óptica.

Interferómetro MatchZehnder (dispersivo)
n  n0  n2 I 0
T 
1 1
d
 cos( 2 n  0 )
2 2
0
T ( I0 ) 

1 1 
d
 cos 2
n2 I 0   
2 2  0

Donde
  0  2d 0 n0
Etalon de Fabry-Perot
(dispersivo)
La fineza tiene la forma:
T 
T max
1  (2 F  ) 2 sin 2 (2d 0 )n  0 
n  n0  n2 I 0

T 
Donde Tmax, F, y φ son
constantes y λ0 es la longitud
de onda en el vacío.
Sustituyendo el índice de
refracción tenemos:
T max
1  (2 F  ) 2 sin 2 (2d 0 )n2 I 0   
F

1 r
r1 2
Dispositivos Ópticos
Biestables Intrínsecos.

La retroalimentación
óptica requerida para
un sistema biestable
puede ser interna en
lugar de externa.
I 0  T0 I
T 
T max
1  (2 F  ) 2 sin 2 (2d 0 )n2 I 0 T0   
Elementos no lineales que
disipan.

0
1  I Is
Donde α0 es el coeficiente de
absorción para pequeñas señales e Is
es la intensidad de saturación.
T 

T1
1  Re 
d 2
Donde R  R1R2 (R1 y R2
son los coeficientes de
reflexión de los espejos) y T1
es una constante. Para
ciertos valores el sistema se
puede considerar biestable.
AGENDA
Introducción.
 Acoplador direccional.
 Biestabilidad.
 Dispositivos Biestables.
 Bibliografía.

Bibliografía.
Bahaa E. A. Saleh, Malvin Carl
Teich, Fundamentals of Photonics,
John & Sons, 1991.
 Grovind P. Agrawal, Robert W.
Boyd, Comtemporary Nonlinear
Optics, Academic Press, 1992.
 Robert W. Boyd, Nonlinear Optics,
Academic Press, Segunda Edición,
2003.
