Resonancia de modo guiado

La resonancia de modo guiado o resonancia de modo de guía de onda es un fenómeno en el que los modos guiados de una guía de onda óptica pueden excitarse y extraerse simultáneamente mediante la introducción de un elemento de adaptación de fase, como una red de difracción o un prisma . Estos modos guiados también se denominan " modos de fuga ", ya que no permanecen guiados, y se han observado en láminas de cristal fotónico unidimensionales y bidimensionales .

Un ejemplo de resonancia de modo guiado es un acoplador de rejilla , que es una región situada encima o debajo de una guía de ondas donde hay una rejilla. La luz que incide sobre la rejilla fuera de resonancia se comporta casi igual que si incidiera en una zona sin rejilla. Las guías de ondas suelen estar hechas de un material dieléctrico y son transparentes. Para combinaciones específicas de ángulos de incidencia y frecuencia de luz, se produce resonancia, lo que permite que la rejilla acople la luz a un modo guiado de la guía de ondas.

Normalmente, el acoplador de rejilla tiene pocos periodos, por lo que la luz puede acoplarse a la guía de ondas, pero no salir. En tal caso, la luz se guiará dentro de la guía de ondas hasta que alcance el borde de la misma o un elemento de acoplamiento adicional, que la extraerá. Cuanto mayor sea la eficiencia de difracción de la rejilla, mayor será el porcentaje de luz que se acoplará. Si la rejilla se utiliza como elemento de salida, cuanto mayor sea la eficiencia de difracción, menor será el número de periodos necesarios para extraer la luz.

Un acoplador de rejilla que se extiende sobre toda la superficie de la rejilla da como resultado una estructura combinada que a veces se denomina estructura de guía de onda de rejilla. ^{[ 1 ]} En dicha estructura, la luz no puede guiarse, ya que cualquier luz acoplada hacia adentro también se acopla hacia afuera. En resonancia, una estructura normalmente transparente se vuelve reflectante. Si el período de la rejilla es sublongitudinal de onda, entonces la estructura normalmente transparente se convierte en un espejo en condiciones de resonancia. Estas condiciones incluyen el ángulo, la frecuencia ( longitud de onda ) y la polarización de la luz incidente. En resonancia, también hay una intensidad mucho mayor en la región de la guía de onda. Dichas intensidades se denominan evanescentes , ya que decaen exponencialmente fuera de la región de la guía de onda.

La resonancia del modo guiado se puede utilizar para diseñar filtros y sensores. ^{[ 1 ]}

• David Rosenblatt, Avener Sharon, Asher A. Friesem , " Estructuras de guía de ondas de rejilla resonante ", IEEE Journal of Quantum Electronics , vol. 33, n.º 11 (1997).