Verso l'osservazione di four-wave mixing cross-polarizzato in microrisonatori ad anello di Si3N4

In this thesis, we present two solutions to observe cross-polarized four-wave mixing in Si3N4 microring resonators. The first strategy aims to experimentally demonstrate this process in an asymmetric add-drop filter: by using a very thick Si3N4 film, it is possible to fulfill the phase-matching condition between TE and TM modes in a simple ridge waveguide. The second strategy consists of a theoretical design of an integrated photon-source in which the efficient generation of photon pairs cross-polarized with respect to the pump photon is achieved without satisfying the phase-matching condition. Additionally, this innovative design allows us to separate the generated photons from the strong pump field.

In questa tesi, presentiamo due soluzioni per osservare FWM cross-polarizzato in microrisonatori ad anello di Si3N4. La prima strategia mira a dimostrare sperimentalmente questo processo in un filtro asimmetrico add-drop: utilizzando un film Si3N4 molto spessa, è possibile soddisfare la condizione di phase-matching fra i modi TE e TM in una semplice guida d'onda ridge. La seconda strategia, invece, è un design teorico di una sorgente di fotoni integrata in cui si ottiene la generazione efficiente di coppie di fotoni polarizzati trasversalmente rispetto alla pompa senza soddisfare la condizione di phase-matching. Inoltre, questo design innovativo ci consente di separare i fotoni generati dall'intenso campo di pompa.